Движение в Галактике: гифки

Разглядывая ясной ночью купол звездного неба, легко поверить в его незыблемость и неподвижность, однако еще древние люди заметили, что в небе движутся не только Солнце и Луна. Наблюдая ночь за ночью, первые астрономы обнаружили планеты, что означает «бродячие», и это было только самое начало. На самом деле вся Вселенная находится в движении, и лишь наш короткий человеческий век не позволяет увидеть всю масштабность и величие этого процесса. Пока наблюдение движения в космосе доступно нам в пределах Солнечной системы, но успехи астрономии позволяют заглянуть и дальше.

Световое эхо звездной вспышки

В январе 2002 года невзрачная переменная звезда нашей Галактики V838 Единорога вспыхнула и стала в 600 тысяч раз ярче Солнца. На некоторое время она даже стала самой яркой в Галактике, но быстро потухла. Мы же оказались свидетелями необычного явления под названием «световое эхо». Хотя нам кажется, что от звезды распространяется пузырь светящегося газа, на самом деле мы видим другое. Это свет вспышки покидает звезду со скоростью света и освещает существовавшие ранее, но бывшие невидимыми в темноте облака пыли. Мы можем наблюдать «неторопливое» шествие световой волны благодаря расстоянию в 20 тысяч световых лет.

Взрыв сверхновой заряжает кольцо газа

Ближайшая к нам, за время существования современной астрономии, сверхновая 1987А в Большом Магеллановом облаке взорвалась 30 лет назад (точнее, наблюдения взрыва стали возможны в 1987 году, а рванула она на 170 тысяч лет раньше). На более близких расстояниях, например в нашей Галактике, взрывы сверхновых не регистрировались уже четыре века, поэтому 1987А представляет большой интерес для науки и за ней внимательно следят. Материал взорвавшейся звезды распространяется со скоростью 7 тысяч километров в секунду, и за несколько земных лет он достиг кольца материала, который опоясывает звезду на расстоянии половина светового года. Это кольцо появилось намного раньше — примерно 20 тысяч лет назад, когда взорвавшаяся звезда сформировалась путем слияния двух звезд. «Падение» одной звезды в другую породило выброс вещества, который превратился в «бриллиантовое ожерелье», когда его достигли мощные потоки вещества от взрыва 1987 года. Сейчас кольцо уже затухает и должно вернуться к прежнему тусклому существованию через 15–25 лет.

Растущий Гомункул

В 1995, 2001 и 2008 году космический телескоп Hubble наблюдал отражательную туманность Гомункул вокруг звезды Эта Киля. Взрыв, породивший туманность, произошел в 1841 году (без учета расстояния в 7500 световых лет до звезды) и с тех пор является предметом наблюдений. Учитывая небольшой возраст туманности, сохраняется возможность увидеть ее фактический рост.

Чужая солнечная система, анфас

Увидеть планеты в чужих солнечных системах — непростая задача. Проблема в яркости звезды, вокруг которой вращаются планеты. Сами планеты практически не излучают, а только отражают свет, поэтому они очень тусклые и их собственное солнце засвечивает наши телескопы. Шансы повышаются, если планеты — газовые гиганты, как Юпитер или даже больше. Еще помогает, если планета вращается достаточно далеко от своей звезды. И возможности наблюдения чужих планет улучшаются с ростом возможностей современных телескопов, таких как Keck, и алгоритмов обработки данных. Результат: зафиксировано видимое вращение планетной системы у звезды HR 8799 Пегаса с расстояния 129 световых лет. Каждая из планет — больше Юпитера и расположена на большем расстоянии от своей звезды, чем он — от Солнца. Ближайшая описывает годовой круг за 40 земных лет, дальняя — за четыреста. Мы видим результат наблюдений за семь лет.

Космический грабеж в прямом эфире

Затменная двойная звезда Шелиак (Бета Лиры) демонстрирует взаимодействие тесной системы из двух звезд. Причем в настоящее время наблюдается процесс перетекания материи с одной на другую. Звезда-донор, массой в три солнечных, выглядит ярче и имеет удлиненную форму из-за приливных деформаций. Звезда-грабитель имеет массу в 13 солнечных. Интенсивность перетекания материи с одной на другую составляет примерно одну массу Солнца каждые 50 тысяч лет. Период обращения системы — 13 суток, расстояние до пары — 960 световых лет.

Пульсар в Парусах

Нейтронная звезда в созвездии Паруса (Vela Pulsar) находится на расстоянии около тысячи световых лет от Земли. Является ярким источником пульсаций в оптическом, рентгеновском, гамма- и радиодиапазонах электромагнитного излучения. Появилась примерно 11 тысяч лет назад как результат взрыва сверхновой второго типа.
Пульсар имеет диаметр примерно 20 километров (уместился бы в пределах МКАД) и вращается со скоростью 11 оборотов в секунду. Серия из восьми снимков, сделанных с июня по сентябрь 2008 года с космического рентгеновского телескопа Chandra, позволила заглянуть вглубь газопылевой туманности и рассмотреть джет пульсара. Джет — это поток частиц высоких энергий, извергаемых с полярных областей нейтронной звезды. Скорость потока в струе достигает половины скорости света и простирается на половину светового года. Частота «биения» струи имеет три периода в 122, 73 и 91 дней, что может объясняться прецессией пульсара.

Пролетающая соседка

Звезда Барнарда — одна из ближайших к нам (расстояние до нее составляет менее шести световых лет), но более интересна она тем, что очень быстро, по звездным меркам, перемещается на земном небе. Для зрителей с Земли это самая «быстрая» звезда после Солнца. Диск Луны она пересекла бы за 174 года, тем не менее, даже астрономы-любители способны регистрировать ее перемещение относительно других звезд за несколько лет.
Когда-то Звезда Барнарда привлекала внимание астрономов как обладательница ближайших экзопланет. Для их достижения даже предлагали отдельный проект звездолета, но длительные наблюдения не позволили выявить сколь-нибудь значимых спутников звезды, поэтому сейчас она оказалась в пролете и интересна только любителям.

Биение сердца Млечного Пути

Всего тридцать лет назад существование сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь было неочевидно. Рассматривались гипотезы простого звездного скопления. Подтвердить наличие черной дыры в центре Галактики (или, по крайней мере, объекта, отвечающего всем ее признакам) позволил прогресс в оптике. Разработка адаптивной оптики и наблюдение галактического центра в инфракрасных волнах позволило увидеть фактическое движение звезд вокруг невидимого центрального объекта. Хотя он совершенно не испускает света, этот объект является ярким источником радиоволн, который известен под названием Sagittarius_A* (Стрелец А*).
Изучая орбиты окрестных звезд, удалось оценить массу и размеры объекта: около четырех миллионов масс Солнца, заключенных в диаметре, сравнимом с орбитой Плутона. В настоящее время Стрелец А* является одним из наиболее убедительных экспериментальных доказательств существования черных дыр.
Вышеприведенная анимация показывает результат астрометрических и спектрометрических наблюдений с 1992 по 2008 год. Синие звезды — молодые, красные — старые.
Фактические наблюдения не столь наглядны, но по-своему живописны:

Оригинал текста в Живом Журнале Зеленого кота