Современные космические обсерватории вроде «Хаббла» или нового телескопа Джеймса Уэбба, как правило, занимаются изучением не отдельных звёзд, а объектов глубокого космоса — туманностей, звёздных скоплений и целых галактик. Самые простые из них для наблюдений в Земли — это кластеры звёзд, или звёздные скопления поблизости, многие из которых различимы на звёздном небе в бинокль или даже без него. Рассказываем о самых ярких и крупных скоплениях звёзд, которые можно наблюдать на ночном небе с Земли.
Звёздное скопление — это большая группа звёзд, которые держатся компактно благодаря гравитации. Звёздные скопления разделяются на два больших класса: рассеянные и шаровые; в английской терминологии это соответственно open clusters и globular clusters. Сначала такое разделение основывалось на форме этих объектов при взгляде с Земли — два типа структур хорошо различаются на сводной картинке (выше). Позже выяснилось, что эти два класса отличаются буквально всем — расстояниями до наблюдателя, эволюцией, количеством звёзд, их возрастом и пр., причём отличия достигают нескольких порядков величины. Скажем, рассеянные звёздные скопления содержат тысячи звёзд, а шаровые — сотни тысяч или миллионы. Рассеянные скопления — это молодые объекты, а те, которые можно легко различить с Земли, находятся на расстояниях до сотен, может, пары тысяч световых лет и расположены в диске Галактики. Шаровые скопления сложены очень старыми звёздами и находятся в звёздном гало, то есть в «облаке» материала, окружающем галактический диск, а типичные расстояния до них сравнимы с галактическими — это тысячи и десятки тысяч световых лет. Это стало понятно сравнительно недавно, когда астрономы научились измерять расстояния до объектов глубокого космоса. Впрочем, ещё до начала XX века учёные не знали, что некоторые туманности на небе — это другие галактики, и такие объекты в астрономических каталогах XVIII—XIX веков рассматривали как однотипные.
***
Представляем пятнадцать самых ярких звёздных скоплений, которые можно увидеть невооружённым глазом. Они расположены в списке в порядке убывания яркости, то есть упорядочены по видимой звёздной величине, так что самые яркие и узнаваемые приходятся на первую часть этой заметки. Более половины из них можно увидеть из средних широт северного полушария, но для наблюдения некоторых необходимо правильно выбрать сезон. Скажем, скопления в созвездии Тельца (Плеяды и Гиады) удобнее наблюдать зимой, когда они находятся на небе всю ночь, но чтобы их увидеть летней ночью, в большинстве локаций северного полушария придётся ждать до рассвета.
1. Гиады (Collinder 50)
Dec: −08°12′06″ RA: 05h 14m 32s, mag +0,13m
Гиады — самое близкое и наиболее изученное рассеянное скопление. Невооружённым взглядом можно увидеть около десяти его ярких звёзд, которые находятся на расстоянии 140 световых лет. Оно заметно на небе из-за формы: группа звёзд в виде V-образной фигуры. Также на одном из «крыльев» буквы выделяется яркая красноватая звезда Альдебаран. Она не относится к скоплению и расположена значительно ближе к нам на луче зрения. На группу звёзд на небе указывает пояс Ориона — три яркие звезды, расположенные в ряд; дальше вдоль этого луча примерно на таком же расстоянии находится более узнаваемое скопление Плеяд. Участок неба между Гиадами и Плеядами называется «Золотыми воротами эклиптики» и он играл заметную роль в древних календарях, привязанных к земледельческому циклу. Около 6 тысяч лет назад Солнце проходило через «Золотые ворота» в момент весеннего равноденствия, в большинстве таких календарей знаменуя начало года. Сейчас из-за прецессии земной оси эта точка сместилась в созвездие Рыб и постепенно дрейфует к Водолею. В астрономических текстах для неё сохраняется традиционное обозначение знака Овна ♈︎ — соседнего созвездия, где её, очевидно, зафиксировали в историческое время, когда появились астрономические и астрологические трактаты. А в январе 2023 года (время написания этой заметки) как раз в воротах эклиптики на небе находится Марс. В любом случае в нашу эпоху из северного полушария проще всего любоваться т. н. «Зимними титанами» (созвездие Ориона, Плеяды, Гиады и прочие известные объекты на этом участке неба) зимой, когда они находятся над горизонтом на протяжении всей ночи.
Гиады сформировались 625 миллионов лет назад, это одно из самых старых скоплений такого вида. Вероятно, у них общее происхождение со скоплением Улей (M44, тоже яркой структурой, о которой ниже) — это можно установить, анализируя параметры собственного движения и возраст обеих групп звёзд. «Движущееся скопление Тельца» Гиад сейчас перемещается со скоростью около 46 км в секунду, удаляясь от нас, а миллион лет назад оно было ближе всего к Солнечной системе. Через пятьдесят миллионов лет оно будет занимать на небе всего половину градуса при сегодняшних размерах 5,5˚ и, вероятно, его можно будет разглядеть только в телескоп.
2. Скопление Альфа Персея (Collinder 39)
Dec: +48° 48′ RA: 03h 26m 42s mag +1,2
Звёздное скопление проще найти по его самой яркой звезде Мирфак (Альфа Персея), одновременно самой яркой в созвездии Персея. Иногда его рассматривают не как скопление, а как «ассоциацию звёзд» — они связаны общими параметрами движения в пространстве и происхождением. Расстояние до скопления 600 световых лет, и наиболее яркие его звёзды также составляют контуры фигуры созвездия. В созвездии Персея и соседних Кассиопее, Андромеде и Тельце есть ещё множество заметных звёздных скоплений. Об одном из них будет речь дальше, ещё о некоторых, не вошедших в список, можно прочитать в других статьях по ссылкам в конце заметки. Это объясняется нахождением на этом участке неба множества молекулярных облаков и активных областей звёздообразования, связанных с ближайшим рукавом галактики — рукавом Ориона. Аналогичная область располагается на противоположной стороне небесной сферы — в районе созвездий Скорпиона и Центавра; как можно заметить, этот участок тоже изобилует яркими звёздами и их скоплениями. Если проследить по всему небу такие активные участки звёздообразования, можно заметить, что они опоясывают небесную сферу, составляя так называемый пояс Гулда. Подробнее об этом можно прочитать во вставке к статье «Астрономия без бинокля…».
3. Плеяды (Messier 45)
Dec: +24° 07′ 00″ RA: 03h 47m 24s mag +1,6
Плеяды — самое известное звёздное скопление. Оно очень яркое и выразительное, и его можно видеть почти из любой точки Земли. Его звёзды находятся на расстоянии 440 световых лет, а возраст скопления оценивают в 100 миллионов лет. Количество звёзд в скоплении разные астрономы исчисляют по-разному, речь идёт о нескольких сотнях или до тысячи. Но невооружённым взглядом сегодня можно разглядеть шесть наиболее ярких звёзд, которые мифологический сюжет и связывает с соответствующими нимфами — дочерями Атланта. Но количество сестёр-Плеяд в мифе — семь. Группа астрономов недавно выдвинула забавную гипотезу: несколько тысяч или десятков тысяч лет назад из-за собственного движения звёзд была различима ещё одна звезда, которая сейчас сливается с соседней (звёзды Атлант и Плейона). Зная параметры собственного движения, можно вычислить, когда две эти звезды при взгляде с Земли воспринимались по-отдельности, и этот временной горизонт может дать время возникновения первых легенд о Плеядах в первобытных сообществах — и объяснить их схожесть у разных народов. Гипотеза, вероятно, интересна, но не более того — прежде всего из-за проблем с её верифицируемостью и сложностью увязки с массивом данных по истории мифологии и т.п. По другой версии, речь идёт уже о девяти звёздах, вполне различимых древними; кроме семи собственно Плеяд, две оставшихся носят имена их родителей — Атланта и Плейоны. Впрочем, одна из звёзд, Стеропа — также парная звезда, вероятно, с различимыми хорошим зрением компонентами, а самая яркая звезда — Альциона — вообще четверная система.
Плеяды на астроснимках погружены в отражательную туманность голубого цвета — газопылевое облако, которое подсвечивается звездой поблизости. Раньше считалось, что облако — остаток от формирования скопления, но недавно оказалось, что скопление и туманность — это независимые объекты, они перемещаются в пространстве с разными скоростями и случайно оказались вместе на луче зрения.
4. Звёздное скопление «Волосы Вероники» (Melotte 111)
Dec: +25° 51’ RA: 12h 22.5m mag +1,8
Наиболее примечательная структура на небе в созвездии Волос Вероники — это одноимённое рассеянное звёздное скопление с обозначением Mel 111 (Mel указывает на каталог звёздных скоплений 1915 года Melotte, названный по фамилии составившего его астронома). В нём около 40 различимых «подсобными средствами» звёзд, и наиболее яркие составляют астеризм в виде буквы V. Это второе по близости звёздное скопление (после Гиад), расстояние до него 288 световых лет. В созвездии находится ещё одна структура с похожим названием — скопление галактик «Волосы Вероники», или Coma cluster; к скоплению звёзд, естественно, оно отношения не имеет, но расположено на небесной сфере совсем рядом. Впрочем, невооружённым взглядом такие структуры не видны, и со звёздным скоплением его перепутать сложно. Расположение кластера на небесной сфере несколько необычно. Как можно заметить из обзорной карты в конце второй части этой заметки, большинство рассеянных скоплений на небе находятся вблизи дуги Млечного Пути. Волосы Вероники, наоборот, находятся почти вблизи галактического полюса — точки, на которую указывает ось вращения диска Галактики. По сравнению с диском и галактическими рукавами это несколько пустынный участок неба без ярких звёзд; зато на нём удобно наблюдать галактическое скопление.
5. Южные Плеяды (IC 2602)
Dec: −64° 23′ 39″ RA: 10h 42m 57.5s mag +1,9
Южные Плеяды на 70% тусклее знаменитого скопления с тем же именем в созвездии Тельца, хотя это третье по яркости рассеянное скопление на небе (после Гиад и собственно Плеяд). Кроме того, они находятся в южном небе (созвездие Киля) близко к полюсу мира, так что из Европы их увидеть не удастся. Скопление открыл Лакайль (Nicolas-Louis De la Caille) в середине XVIII века, находясь в Южной Африке. Теоретически их могли наблюдать в древности и греко-римские астрономы — из-за прецессии земной оси примерно две тысячи лет назад скопление могло быть видно и наблюдателям Средиземноморья, но пока свидетельств об этом в работах астрономов того времени не найдено.
IC 2602 содержит около 75 звёзд на расстоянии 550 световых лет, которые окружают самую яркую голубую звезду θ Киля с видимой величиной +2,7m, поэтому скопление ещё называют скоплением Теты Киля. В бинокль можно разглядеть, что скопление разделяется на две части с «просветом» между ними шириной 0,3˚ и от самой яркой звезды θ Car в западной части кластера расходятся два «потока» звёзд. Раньше астрономы считали, что скопление — очень молодой объект возрастом всего 15 миллионов лет. Но недавние исследования всё же отодвинули его возраст до 45 миллионов лет, что всё равно довольно мало для рассеянного скопления. Так, даже весьма юные Плеяды старше их в два раза. Напомним, что возраст скопления можно установить, сосчитав звёзды разных спектральных классов в нём. Признак молодого скопления — обилие горячих голубых гигантов, которые заканчивают жизненный цикл очень быстро — за десятки миллионов лет.
6. Скопление Омикрон Парусов (IC 2391)
Dec: −53° 02′ RA: 08h 40.6m mag +2,5
Скопление Омикрон Парусов (Omicron Velorum Cluster) называется так по своей самой яркой звезде. Даже из названия видно, что его «ключевая» звезда — явно не самый яркий объект в своём окружении. Напомним, что в соответствии со звёздной номенклатурой Байера начала XVII века звёздам присваиваются буквы греческого алфавита примерно (есть множество исключений) по мере убывания яркости звезды внутри созвездия. Омикрон находится посредине греческого алфавита, так что выделить эту звезду из других начинающему без карты звёздной навигации, наверное, будет сложно. Но само рассеянное скопление видимо достаточно хорошо за счёт большого количества компактно расположенных неярких звёзд (они находятся на расстоянии 500 световых лет и разнесены на небе на 50 угловых минут, то есть на полтора диска Луны). Его наблюдали ещё в Средневековье, впервые его описал в 964 году персидский астроном Аль Суфи (عبدالرحمن صوفی).
7. «Колодец Желаний» (NGC 3532)
Dec: −58° 43.8′ RA: 11h 05m 33s mag +3
В 1990 году рассеянное скопление «Колодец Желаний» стало первой целью нового космического телескопа Hubble. Неофициальное название происходит из сходства этой структуры (её можно рассмотреть в бинокль) с россыпью монет на дне колодца. Скопление находится в южном созвездии Киля, и, как можно прочитать из координаты склонения (Dec = −58°), из Европы кроме самых южных её регионов его разглядеть нельзя: над горизонтом оно появляется только для наблюдателей, находящихся южнее 32-й параллели (90−58=32°). А тем, местоположение которых всё же благоприятствует наблюдению за южным небом, удобнее всего будет видеть эту структуру в марте. Это также можно считать из звёздных координат объекта; на этот раз нам понадобится его вторая координата, то есть прямое восхождение (R.A.), равное 11 часам. О том, как пользоваться звёздными координатами светил и определять по ним, когда лучше всего наблюдать что-то на небе, можно подробнее прочитать во вставке к другому нашему материалу о наблюдательной астрономии — «Астрономия без бинокля…».
