Демаркация небес

В течение многих столетий созвездия не имели четко установленных границ; обычно на картах и звездных глобусах соседние созвездия разделяли замысловатые кривые линии, не имевшие стандартного положения (сравните рис. 1.8 и 1.10). Поэтому с момента образования в 1919 г. Международного астрономического союза одной из первых его задач стало размежевание звездного неба. На I Генеральной ассамблее MAC, проходившей в 1922 г. в Риме, астрономы решили, что пора окончательно поделить всю небесную сферу на части с точно обозначенными границами и этим, кстати, положить конец попыткам перекраивать звездное небо. В названиях созвездий было решено придерживаться современной европейской традиции.

При этом, хотя названия созвездий оставались традиционными, ученых совершенно не интересовали фигуры созвездий, которые принято изображать, мысленно соединяя прямыми линиями яркие звезды. На звездных картах эти линии рисуют лишь в детских книгах и школьных учебниках; для научной работы они не нужны. Я уже говорил, что ныне астрономы называют созвездиями не группы ярких звезд, а участки неба со всеми находящимися на них объектами, поэтому проблема определения созвездия сводится только к проведению его границ. Но и эта задача оказалась не из легких. Над ней работали несколько известных астрономов, стремившихся сохранить историческую преемственность и по возможности не допустить попадания в «чужие» созвездия звезд с собственными именами (Вега, Спика, Альтаир и др.) и устоявшимися обозначениями (α Лиры, ß Персея…).

Для удобства описания границ созвездий их решено было проводить в виде ломаных линий, проходящих точно по сетке постоянных небесных координат – склонений и прямых восхождений. При этом созвездия стали напоминать некоторые африканские страны и американские штаты, границы которых проведены по параллелям и меридианам. Ну что же, это вполне рациональный способ, позволяющий легко закрепить границы в математической форме. Однако со временем в этой изящной идее стал проявляться один мелкий недостаток.

Рис. 1.8. Часть карты неба с областью созвездия Орион из «Звездного атласа для небесных наблюдений» Якова Мессера (СПб.: Изд. К. Л. Риккера, 1901). Нанесены звезды до 6^m. Эпоха (сетка координат) 1880 г.

Рис. 1.9. Часть карты неба с областью созвездия Орион из «Звездного атласа» А. А. Михайлова, изданного Московским обществом любителей астрономии в 1920 г. Нанесены звезды до 5,75^m. Эпоха 1920 г.

Дело в том, что система географических координат в некотором смысле надежнее координат небесных. Земные параллели и меридианы жестко «прибиты» к поверхности планеты положением оси ее вращения, определяющим экватор, и расположением Гринвичской обсерватории, задающим нулевой меридиан. Поэтому единожды установленные и описанные в документах административные границы (например, проведенная по 120-му западному меридиану граница между северной частью Калифорнии и Невадой) всегда будут проходить по изначальной полосе земли, не нарушая красоты географических атласов. На земные границы могут повлиять только политические коллизии, но не природные (разумеется, если не считать очень мелкого дрожания земной оси в теле планеты, сдвигающего сетку координат, и крайне медленного дрейфа континентов, «увозящих» страны в разные стороны; оба эффекта не превышают нескольких метров в столетие).

С границами созвездий ситуация иная. Звезды расположены на небе, но небесный экватор отражает положение земного: меняется в результате прецессии ориентация земной оси – «гуляет» по небу экваториальная система координат.

Рис. 1.10. Часть карты неба с областью созвездия Орион из «Атласа звездного неба», созданного сотрудниками ГАИШ МГУ под редакцией А. П. Гуляева (М.: Космосинформ, 1998). Отмечены звезды до 6,5^m. Эпоха 2000 г.

Когда астрономы в начале XX в. взялись за демаркацию небес, они провели границы созвездий по дугам небесных «параллелей и меридианов» в системе экваториальных координат 1875 г.; в то время это был стандарт. Но прошли годы, и если взять современный звездный атлас эпохи 2000 г., то легко заметить, что границы созвездий уже не совпадают с линиями координатной сетки, а слегка отходят от них. В будущем это различие будет возрастать, поскольку точка весеннего равноденствия, играющая на небе роль Гринвича, неумолимо движется вдоль эклиптики, увлекая за собой сеть небесных координат. Утешает лишь то, что через 26 тысяч лет (период прецессии) все вернется в исходное состояние.

Но мы отвлеклись. На II Генеральной ассамблее MAC в 1925 г. был принят список созвездий, а на следующей ассамблее в Лейдене (1928 г.) были утверждены границы между большинством из них. По поручению MAC бельгийский астроном Эжен Дельпорт опубликовал в 1930 г. карты и подробное описание новых границ всех 88 созвездий. Правда, и после этого еще вносились некоторые уточнения; только в 1935 г. решением MAC в этой работе была поставлена точка. Астрономическая общественность сказала: стоп, больше никаких изменений! Раздел неба окончен. Заметим, что ни одно имя реального исторического лица в названия созвездий не попало.

Постепенно новые границы созвездий вошли в употребление: сначала у профессиональных астрономов, затем в научно-популярной литературе. Школьником я очень любил 12-томную «Детскую энциклопедию», изданную в 1960-е гг. Так вот, на ее картах неба границы созвездий были еще криволинейные, образца XIX в. Сегодня уже на всех картах неба созвездия имеют четкие прямоугольные границы. Но, как было сказано в начале главы, астрономы уже задумываются о том, нужны ли вообще созвездия и не пора ли от них отказаться.

Имена и обозначения звезд

В нашей Галактике более 100 млрд звезд. Около 1 % из них занесено в астрономические каталоги, а значит, эти звезды получили индивидуальные обозначения, в некотором смысле – имена. А остальные звезды Млечного Пути до сих пор безымянны и даже не считаны. О звездах других галактик и говорить нечего. Однако у всех ярких звезд земного небосвода и даже у многих слабых, кроме научного обозначения, есть и настоящие собственные имена; их они получили, как правило, еще в древности.

Около трех сотен ярких звезд имеют собственные имена. Это навигационные звезды, которыми издавна пользовались для ориентации путешественники и охотники. Обычно имена звезд очень древние – Сириус, Вега, Бетельгейзе, Альдебаран… Никто не знает точно, когда они появились. Многие из них имеют арабское происхождение. Часто это названия частей тех фигур, которые дали имя всему созвездию: Денебола (во Льве) – «хвост льва»; в Пегасе звезды Алгениб и Маркаб – это «крыло» и «седло»; Фомальгаут (в Южной Рыбе) – «рот рыбы», Ахернар (в Эридане) – «конец реки», и т. д. В некоторых случаях толкование названий настолько запутано, что требуется большая историко-филологическая работа по восстановлению их генезиса. Пример тому – Бетельгейзе (в Орионе): ряд исследователей считает, что средневековые переписчики внесли ошибку в арабское название звезды, в результате теперь оно неверно толкуется как «подмышка гиганта».

В большинстве своем звезды с именами – это наиболее популярные, ярчайшие звезды, но есть и исключения: группа тусклых звезд в созвездии Телец – Альциона, Астеропа, Атлас, Майя, Меропа, Плейона, Тайгета и Электра – это знаменитые Плеяды, симпатичное звездное скопление.

Особый интерес астрономы проявляют к звездам, которые изменяют свой блеск. Причины этой переменности бывают разными. Звезда «Мира» в созвездии Кит – это пульсирующее светило, размер и температура поверхности которого регулярно меняются. Алголь в Персее – это система из двух звезд, периодически заслоняющих друг друга.

Начав в конце XVI в. детальное изучение неба, астрономы столкнулись с необходимостью иметь обозначения для всех без исключения звезд, видимых невооруженным глазом, а позже – и в телескоп. Сначала, подражая астрономам эпохи Птолемея, пытались описательными выражениями указывать положение звезды в созвездии. Например, про Миру говорили «переменная звезда в шее Кита». Получалось неуклюже. Давать всем важным звездам отвлеченные собственные имена тоже неудобно: такое имя ничего не говорит о положении звезды на небе. Решили в имя звезды включать название созвездия и греческой буквой отмечать ее яркость (астрономы говорят – блеск). В прекрасно иллюстрированной «Уранометрии» Иоганна Байера (1572–1625), где изображены созвездия и связанные с их названиями легендарные фигуры, звезды впервые были обозначены буквами греческого алфавита приблизительно в порядке убывания их блеска: α – ярчайшая звезда созвездия, ß – вторая по блеску, и т. д. Так, Мира получила имя «Омикрон Кита» (о Cet). Когда не хватало букв греческого алфавита, Байер использовал латинский. Полное обозначение звезды по системе Байера состоит из буквы и латинского названия созвездия. Например, Сириус – ярчайшая звезда Большого Пса (Canis Major) – обозначается как α Canis Majoris (родительный падеж), или сокращенно α СМа; Алголь – вторая по яркости звезда в Персее, обозначается как ß Persei, или ß Per. Система Байера оказалась удобной; ею пользуются до сих пор для обозначения ярких, визуальных звезд.

Позже Джон Флемстид (1646–1719), первый Королевский астроном Англии, занимавшийся определением точных координат звезд при их прохождении через меридиан, ввел систему обозначений, не связанную с блеском звезды. В каждом созвездии он пометил звезды номерами в порядке увеличения их прямого восхождения, т. е. в том порядке, в котором они в процессе своего суточного движения проходят перед неподвижным наблюдателем. Так, Арктур, он же α Волопаса (α Bootes), обозначен по Флемстиду как 16 Bootes. На современных картах звездного неба обычно нанесены древние собственные имена ярких звезд (Сириус, Канопус…) и греческие буквы по системе Байера; обозначения латинскими буквами по Байеру используют редко. Остальные, менее яркие звезды обозначают цифрами по системе Флемстида.

Изображая звезды на картах неба, астрономы всегда стремились отразить их относительный блеск. При этом всегда яркие звезды изображались более крупными, чем тусклые, и это понятно. А вот внешний вид условного знака менялся. В атласах, составленных до изобретения телескопа, звезда изображалась в виде многолучевой звездочки, что соответствует восприятию звезды невооруженным глазом (рис. 1.12). В эпоху визуальных наблюдений в телескоп вид условного знака, изображающего звезду, стал более круглым, с едва намеченной внутри круга лучевой структурой. А с изобретением фотопластинки и началом регистрации звезд с помощью астрографов изображения звезд в атласах стали просто кружками разного диаметра, как на фотопластинке. Это можно увидеть на картах конца XIX в.: в атласе Мессера (см. рис. 1.8) звезды постоянного блеска изображены черными кружками (негатив!), причем размер кружка пропорционален блеску звезды. Кольца на этой карте – это переменные звезды, перечеркнутые кружки – двойные звезды, пунктирные кружки – туманности, а пунктирные звездочки – звездные скопления.

Рис. 1.11. Джон Флемстид.

По мере подготовки все более подробных каталогов звездного неба, содержащих данные о более тусклых звездах, в научную практику регулярно вводятся новые системы обозначений, принятые в каждом из этих каталогов.

Рис. 1.12. Изображение не существующего ныне созвездия Корабль Арго в «Уранометрии» Иоганна Байера (1603 г.).

Поэтому весьма серьезную проблему представляет перекрестная идентификация звезд в разных каталогах: одна и та же звезда может иметь десятки различных обозначений. Создаются специальные базы данных, облегчающие поиск сведений о звезде по различным ее обозначениям; наиболее полные такие базы поддерживаются в Центре астрономических данных в г. Страсбуре, Франция (http://cdsweb.u-strasbg.fr).

Некоторые выдающиеся (но отнюдь не самые яркие) звезды изредка называют именами астрономов, впервые описавших их уникальные свойства. Например, «Летящая звезда Барнарда» названа в честь американского астронома Эдуарда Эмерсона Барнарда (1857–1923), обнаружившего ее рекордно быстрое собственное движение на небе. Любопытно, что великолепный наблюдатель Барнард открыл немало и других интересных звезд, к которым «приклеилось» его имя. Например, в 1900 г. он заметил яркую голубую звезду в шаровом скоплении Мессье 13. Поскольку ярчайшие звезды шаровых скоплений – это красные гиганты, т. е. состарившиеся звезды типа Солнца, обнаружение голубой, а значит, горячей яркой звезды в шаровом скоплении стало сенсацией, и за ней закрепилось имя «Голубая звезда Барнарда». Она оказалась первым представителем нового класса звезд. А позже были выделены и «желтые звезды Барнарда». Именно поэтому, говоря о звезде Барнарда, следует уточнять, о какой из них идет речь.

Следом за «Летящей Барнарда» по скорости собственного движения идет «звезда Каптейна», названная в честь обнаружившего этот факт нидерландского астронома Якобуса Корнелиуса Каптейна (1851–1922). Известны также «Гранатовая звезда Гершеля» (μ Сер, очень красная звезда-гигант), «звезда ван Маанена» (ближайший одиночный белый карлик), «звезда ван Бисбрука» (светило рекордно малой массы), «звезда Пласкетта» (рекордно массивная двойная звезда), «звезда Бэбкока» (с рекордно сильным магнитным полем) и еще некоторые, в сумме – около двух десятков замечательных звезд. Следует учесть, что эти имена никем не утверждены: астрономы используют их «неофициально», как знак уважения к работе своих коллег.