Звездные скопления, рассеянные и шаровые скопления

Мы живем в такой части Галактики, где плотность распределения звезд в пространстве близка к средней. Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, удалена более чем на 4 световых года; в радиусе 10 световых лет от Солнца звезд тоже немного. Однако здесь и там в Галактике встречаются группы звезд, образующие настоящие скопления. Наиболее широко известный пример звездного скопления-Плеяды, или Семь Сестер, в созвездии Тельца. Невооруженным глазом легко заметить еще несколько скоплений, а число известных скоплений, видимых в телескоп,-огромно.

Рассеянные скопления. Скопления бывают двух основных типов: рассеянные и шаровые. Рассеянные скопления находятся в спиральных рукавах нашей Галактики и имеют неправильную форму. Они могут быть как богатыми, насчитывающими тысячи членов, так и бедными, с одним-двумя десятками членов. Их существование невозможно объяснить эффектами проекции.

Различные рассеянные скопления сильно отличаются друг от друга. В скоплении Плеяды самые яркие звезды-горячие и белые, к тому же там есть большая отражательная туманность, что указывает на наличие значительного количества межзвездного вещества. По космическим меркам, эта группа звезд чрезвычайно молода. Известно, что несколько главных звезд Плеяд быстро вращается вокруг оси, а одна из них, Плейона, настолько неустойчива, что периодически сбрасывает часть своего вещества, образуя оболочку или газовое кольцо. Это кольцо вокруг ее экватора можно изучать только спектральными методами.

Еще одно скопление, Гиады (вокруг Альдебарана), находится в Тельце. В этом скоплении звездная плотность ниже, важнейшие члены скопления излучают меньше энергии, а вещества в пространстве между звездами меньше. Гиады не так красивы, как Плеяды, поскольку их сильно забивает яркий оранжевый свет Альдебарана. Однако Альде- баран вовсе не является членом этого скопления, здесь действует эффект проекции: на самом деле Альдебаран лежит на пути между Гиадами и Солнцем.

Невооруженным глазом видны также Ясли, или Улей, в созвездии Рака, и красивое, но доступное наблюдениям только в южных широтах скопление вокруг х Южного Креста, которое называют «Шкатулкой с бриллиантами», потому что оно включает звезды, различающиеся по цвету. Недалеко от Кассиопеи, звезды которой образуют на небе букву W, в созвездии Персея, находится скопление «Ручка меча», состоящее из двух скоплений, одновременно попадающих в поле зрения телескопа.

Рассеянные скопления - неустойчивые звездные группировки: в конце концов гравитационное взаимодействие со звездами поля нашей Галактики обязательно должно их разрушить. По имеющимся оценкам, большинство рассеянных скоплений живет не более 1 млрд, лет, после чего они рассеиваются настолько, что перестают выделяться на общем фоне. Скопление М 67 в созвездии Рака, которое легко увидеть в бинокль вблизи звезды а Рака,-одно из самых старых среди известных; ему, вероятно, больше 4 млрд, лет, но оно расположено далеко от плоскости Галактики и потому распадается медленнее.

На диаграмме «цвет - звездная величина» рассеянных скоплений абсолютная звездная величина Му нанесена в зависимости от показателя цвета (B-V) по правой шкале - возраст скоплений (в годах).

Два скопления- близнеца в созвездии Персея внесены в каталог Дрейера под номерами NGC 869 и 884; их обозначают также х и h Персея. Каждое из них имеет поперечник в 75 световых лет и содержит около 350 звезд.

Шаровые скопления. Совершенно иной класс объектов составляют шаровые скопления. В нашей Галактике их известно всего около 120. Они симметричны по форме и могут содержать сотни тысяч звезд. Земному наблюдателю эти звезды кажутся настолько сгущающимися к центрам скоплений, что последние трудно разрешить на отдельные звезды. Несмотря на это, опасность звездных столкновений там мала, хотя для обитателя планеты, обращающейся вокруг звезды в шаровом скоплении, ночное небо казалось бы покрытым тысячами звезд, сияющих ярче Сириуса или даже ярче полной Луны на земном небе.

Распределение шаровых скоплений по небу неравномерно; они окружают центр Галактики и поэтому с Земли видны преимущественно в этом направлении. Расстояния до шаровых скоплений удается определить благодаря наличию в них переменных звезд типа RR Лиры. Так как все звезды типа RR Лиры имеют близкие значения периода и светимости, расстояния до них вычисляются относительно просто, что облегчает измерение расстояний до самых шаровых скоплений. Именно этим методом более 60 лет назад Харлоу Шепли, исследовав шаровые скопления, смог установить размеры нашей Галактики. Шаровые скопления расположены очень далеко и образуют «внешнее обрамление» основных частей галактической системы.

Самые яркие шаровые скопления, со Центавра и 47 Тукана, лежат настолько далеко на юге небесной сферы, что их не видно из Европы и из большей части Северной Америки. Оба скопления легко различимы невооруженным глазом. Особенно роскошное зрелище представляет собой со Центавра при наблюдении в телескоп; оно разрешается на звезды до самого центра. На северном небе лучший пример шарового скопления-М 13 в созвездии Геркулеса. Расстояние до этого скопления-26 700 световых лет, его диаметр - около 100 световых лет. Невооруженным глазом М 13 можно увидеть на пределе, а в бинокль его хорошо видно.

Шаровые скопления принадлежат к галактическому гало и обращаются вокруг ядра Галактики по сильно наклоненным орбитам с большим эксцентриситетом. Они устойчивы и не столь подвержены разрушению, как рассеянные скопления. Шаровые скопления состоят из звезд II типа населения, поэтому самые яркие их звезды в основном принадлежат к поздним спектральным классам.

В нашей Галактике и вокруг нее встречаются два основных типа звездных скоплений. Рассеянные, или открытые, скопления (А) состоят из звезд I типа населения и располагаются вблизи главной плоскости Галактики; лишь несколько скоплений составляет исключение и находится далеко от нее, например старое скопление М 67. Поэтому рассеянные скопления принимают участие в общем вращении Галактики вокруг ее ядра. Шаровые скопления (Б) состоят из звезд II типа населения и расположены во всем объеме галактического гало. Положение Солнца отмечено маленьким светлым кружком.

Шаровое скопление М 3 в Гончих Псах содержит в пределах углового расстояния 8' от своего центра более 44000 звезд ярче 22,5 звездной величины. Скопление имеет очень симметричную форму.

Шаровое скопление М5 в созвездии Змеи было открыто в 1702 г., это яркий объект, доступный для наблюдения в небольшой телескоп. Скопление весьма богато переменными типа RR Лиры (более 100).

М 13 в созвездии J Геркулеса - самое красивое шаровое скопление северного неба. Расположено оно посредине между звездами £ и л Геркулеса на расстоянии 26700 световых лет от Земли. Как ни странно, в нем мало переменных типа RR Лиры: сейчас известно менее 5, тогда как в некоторых других скоплениях- более 100.

Движущиеся скопления. Помимо рассеянных и шаровых скоплений существуют так называемые движущиеся скопления, члены которых разделены большими расстояниями, но движутся в пространстве в одном направлении и с одинаковой скоростью. Горячие звезды классов О и В высокой светимости образуют «звездные ассоциации», которых сейчас известно около 100. Центр одной из таких ассоциаций находится в туманности Ориона.