Sidera spectans | Наблюдая за звездами

M97 - Туманность Сова 🦉

Мы узнали про две галактики в Большой Медведице — Боде и Сигару. Теперь пришло время познакомиться с объектом совершенно другого типа,который находится внутри нашей собственной Галактики. Знакомьтесь — планетарная туманность Сова, внесенная в каталог Шарля Мессье под номером М97.

Что она из себя представляет?
М97 — это классическая планетарная туманность. Этот тип объектов при слабом увеличении напоминает отдалённо диски Урана и Нептуна. Но к планетам они не имеют никакого отношения.

На самом деле Сова — это расширяющаяся газовая оболочка, которую сбросила умирающая звезда. Она находится от нас на расстоянии около 2000 световых лет. Примерно 8 тысяч лет назад прожившая свой срок звезда, похожая на наше Солнце, выработала запасы водорода в своем ядре, превратилась в красного гиганта и "взорвалась". Этот сброшенный газ теперь разлетается в пустоте со скоростью в десятки километров в секунду, а ультрафиолетовое излучение от оставшегося в центре остывающего ядра (белого карлика) заставляет этот туман красиво светиться.

Почему именно Сова?
Свое имя туманность получила из-за уникальной оптической структуры. В её газовом облаке есть две симметричные темные зоны с меньшим количеством вещества. Когда в 1848 году ирландский астроном Уильям Парсонс (лорд Росс) разглядывал М97 в свой гигантский, мощнейший по тем временам телескоп «Левиафан», он сделал зарисовку объекта. На его рисунке эти темные просветы выглядели точь-в-точь как огромные, удивленные глаза совы. Название мгновенно прижилось.

Где она находится?
Найти М97 на небе довольно просто, так как она лежит прямо под «донышком» ковша Большой Медведицы.
Ориентиром служит звезда Мерак (нижняя правая звезда ковша, от которой мы обычно строим линию к Полярной звезде). Туманность расположена всего в паре градусов (4 диаметра полной Луны) чуть ниже и левее Мерака, по направлению к соседней звезде Фекда.

Как её открыли?
Туманность обнаружил французский астроном Пьер Мешен 16 февраля 1781 года. Он поделился координатами со своим другом Шарлем Мессье, который в ту же неделю перепроверил наблюдение, описал объект как «туманность без звезд, блеклую и сложную для детального рассмотрения» и официально внес её в каталог под кодом М97.

Что можно увидеть в телескоп?
Из-за того, что свет Совы сильно рассеян по её площади, М97 считается одним из самых блеклых и сложных для визуального поиска объектов в каталоге Мессье.
В бинокль поймать её практически невозможно, если только вы не находитесь в горах в условиях идеальной черной ночи — там она покажется едва заметным туманным призраком.
В любительский телескоп (от 100–130 мм) за городом Сова видна как слабое, круглое серовато-зеленое облачко с размытыми краями.
Чтобы рассмотреть те самые знаменитые «глаза совы», вам понадобится крупный инструмент (от 200–250 мм), идеальное темное небо без засветки и специальный узкополосный фильтр (OIII), который выделяет свечение дважды ионизированного кислорода.

Изучая М97, мы смотрим в далекое будущее нашей собственной системы. Примерно через 5 миллиардов лет наше Солнце точно так же сбросит свою оболочку, оставив после себя красивый, блеклый расширяющийся призрак на радость астрономам из других миров. А Земля, к сожалению, скорее всего не переживёт этого события.

#sidera_каталог_Мессье #sidera_M97 #космос #астрономия #наука

Что влияет на скорость звёзд в галактиках? 🌀

Под недавним постом о том, что спиральные рукава галактик представляют собой не постоянные материальные структуры, а динамические волны повышенной плотности, увидел вопрос в комментариях: «Любопытно, а что вообще порождает эти волны плотности? И какая сила заставляет звёзды ускоряться между рукавами?»
Давайте разберём динамику этого процесса с точки зрения физики. Она состоит из двух составляющих, складывающихся воедино.

1. Орбитальная динамика звёзд в волновом поле
В отличие от автомобилей, которые регулируют скорость самостоятельно, движение звёзд полностью подчинено гравитационному потенциалу галактики. Механизм их прохождения сквозь спиральные рукава объясняется законом сохранения энергии.
Когда звезда движется по своей орбите вокруг галактического центра, она периодически приближается к зоне повышенной концентрации массы — спиральному рукаву. Поскольку в рукаве сосредоточены огромные объёмы газа, пыли и звёздного вещества, его совокупное гравитационное притяжение начинает воздействовать на подлетающую звезду. На этом этапе звезда испытывает ускорение.
Однако при выходе из рукава ситуация меняется на противоположную: звезда продолжает движение вперёд по орбите, но оставшаяся позади масса рукава начинает оказывать на неё тормозящее воздействие. Преодолевая это притяжение, звезда теряет кинетическую энергию и её скорость снижается.

Здесь возникает вопрос: если скорость снижается после пролета рукава, то почему такая плотность и светимость сосредоточена именно в нем? В теории волн плотности «пробкой» называют ту область, где космические объекты проводят максимум своего времени, а не где они имеют минимальную скорость. Из-за того, что огромная гравитация рукава тормозит улетающую звезду, траектория её движения искривляется. Звезда начинает двигаться по дуге и чисто геометрически задерживается в этой зоне дольше. В результате на данном отрезке пути единовременно концентрируется большее число объектов, добавляя 10-30% светимости рукава (а про облака газа и звездообразование уже писал здесь).

2. Конфликт двух скоростей. Радиус коротации
Но помимо взаимодействия звезд со спиральными рукавами надо учитывать и их особенности движения относительно центра галактики. Чем ближе звезда к центру галактики, тем быстрее она мчится по своей орбите. Но волны плотности вращаются вокруг центра галактики с постоянной угловой скоростью на любом расстоянии от центра.

Из-за этого внутри одной галактики возникают три абсолютно разные зоны:
Внутренняя зона (Ближе к центру): здесь звёзды вращаются быстрее, чем движется спиральный рукав. Они на полной скорости догоняют рукав сзади, влетают в него, тормозятся его гравитацией и вылетают вперёд по ходу движения.
Внешняя зона (На окраинах): здесь звёзды движутся медленнее, чем волна плотности. В этой области уже спиральный рукав догоняет звезды, оставляя их позади себя.
Полоса идеального баланса: между быстрой внутренней зоной и медленной внешней существует математическая граница, где скорость звёзд и скорость спирального рукава абсолютно одинаковы. Эту невидимую черту астрофизики называют окружностью (или радиусом) коротации. Звезда, которой «повезло» родиться строго на этом радиусе, движется синхронно с волновым узором. Для неё спиральный рукав неподвижен.

И здесь важно понимать, что весь этот грандиозный процесс происходит в Галактике одновременно. Пока во внутренней зоне звёзды на полной скорости прошивают спиральные рукава, то ускоряясь, то замедляясь, на далёких окраинах уже сами рукава волнами накатывают на медленные звёзды. И где-то между пролегает та самая узкая полоса коротации — область, где не происходит таких масштабных событий, а все как-будто застыло в спокойном, размеренном движении.

Как думаете, а где нам повезло расположиться в нашей Галактике?

#sidera_познание #космос #астрономия #наука

М82 - Галактика Сигара 🌀

В прошлый раз мы познакомились с великолепной спиральной галактикой Боде (М81). Но самое интересное, что у неё есть ближайшая соседка, которая делит с ней один и тот же кусочек неба. Знакомьтесь — галактика Сигара, внесенная в каталог Шарля Мессье под номером М82.
С Земли этот объект выглядит совершенно иначе. Если М81 — это аккуратная спираль, то М82 — это арена настоящего космического хаоса.

Что она из себя представляет?
М82 — это классическая галактика со вспышкой звездообразования. Она расположена на том же расстоянии от нас, что и галактика Боде — около 12 миллионов световых лет.
Для астрономов Сигара уникальна тем, что мы смотрим на неё строго с ребра. Из-за этого её дисковая структура вытянулась в длинную, узкую полосу, пересеченную темными областями пыли, что делает её визуально похожей на тлеющую сигару.
Но самое главное скрыто внутри: новые звезды рождаются здесь с бешеной скоростью — в 10 раз быстрее, чем в нашем Млечном Пути! Из самого центра галактики в космос перпендикулярно её диску вырываются колоссальные фонтаны раскаленного водорода, светящиеся ярко-красным цветом.

Откуда столько энергии?
Причина такой бурной жизни Сигары — её прошлое. Около 200–300 миллионов лет назад галактика Сигара и галактика Боде прошли в опасной близости друг от друга.
Они не столкнулись лоб в лоб, но мощная гравитация огромной М81 буквально всколыхнула и смяла недра М82. Представьте, что вы сильно встряхнули бутылку с газировкой. Гравитационный удар сжал гигантские облака межзвездного газа внутри Сигары, запустив цепную реакцию бешеного рождения миллионов новых звезд. За эту активность Сигаре приходится платить: частые взрывы сверхновых звезд порождают мощный галактический ветер, который буквально выдувает вещество из галактики наружу.

Где она находится?
Найти М82 на небе просто, если вы уже отыскали галактику Боде. Они находятся в созвездии Большой Медведицы настолько близко друг к другу, что в телескоп с небольшим увеличением их можно увидеть одновременно в одном поле зрения — красивейшая космическая пара.

Как её открыли?
В историю астрономии эта пара вошла неразлучно. Обе галактики (и М81, и М82) были открыты в одну и ту же ночь — 31 декабря 1774 года немецким ученым Иоганном Элертом Боде. Позже, в 1779 году, французский астроном Пьер Мешен заново переоткрыл Сигару и передал координаты Шарлю Мессье, который включил её в свой знаменитый список космических ориентиров.

Что можно увидеть в телескоп?
Благодаря высокой яркости, М82 — любимица астрономов-наблюдателей.
В хороший бинокль она видна рядом с М81 как тонкая, едва заметная серебристая лучинка или черточка.
В любительский телескоп (от 100–130 мм) Сигара раскрывается во всей красе: вы четко увидите её вытянутое «тело» с ярким центром и обрезанными краями.
В крупные инструменты (от 200 мм) на темном небе внутри этой «сигары» начинают проступать темные пылевые прожилки и неоднородности структуры — следы того самого древнего гравитационного удара.
1 фото любительская съемка, 2 - с космического телескопа Hubble.

Изучая М82, мы своими глазами видим последствия великих космических аварий, которые меняют облик целых звездных систем.

#sidera_каталог_Мессье #sidera_M82 #космос #астрономия #наука

Почему не исчезают спиральные рукава галактик? 🌀

Когда мы смотрим на снимки спиральных галактик (таких как М81), мы видим красивый, четко очерченный звездный узор. Но в первой половине XX века астрофизики столкнулись с неувязкой: рукава галактик ведут себя не так, как следовало из расчетов.
Галактический диск вращается дифференциально: звезды ближе к центру делают оборот гораздо быстрее, чем звезды на окраинах. Логика и законы физики подсказывали, что при таком движении спиральные рукава должны закручиваться всё туже и туже, пока полностью не сгладятся в однородный плоский блин. По расчетам, это должно было произойти всего за пару оборотов. Однако галактики существуют миллиарды лет без изменений структуры своих рукавов. Почему так происходит?

Теория волн плотности
В 1960-х годах физики Линь Цзяцзяо и Фрэнк Шу нашли математическое решение, которое перевернуло наши представления о структуре галактик. Оказалось, что спиральные рукава — это не просто скопление огромного количества звезд, которые не меняют своего положения. Это волны повышенной плотности, перемещающиеся по галактическому диску.
Самая близкая и понятная аналогия здесь — затор или пробка на оживленной автомобильной трассе: машины едут быстро, тормозят на определенном участке и ускоряются, когда проезжают его. Каждая машина делает это один раз. Но если посмотреть со стороны, кажется, что картина статична: есть пустые участки дороги и с большим скоплением автомобилей. Сами машины внутри нее непрерывно меняются — одни въезжают, другие выезжают, но сама пробка стационарно стоит на месте.

Рукава — звездные инкубаторы?
Но почему тогда рукава так ярко светятся, если звезды там не задерживаются навсегда? Когда в «космическую пробку» влетают гигантские облака межзвездного газа и пыли, они сжимаются от столкновения друг с другом гораздо сильнее, чем одиночные звезды. Это резкое сжатие запускает цепную реакцию — внутри рукавов начинается бешеное и массовое рождение новых звезд. Среди них рождается много массивных, сверхгорячих голубых гигантов. Они светят в тысячи раз ярче нашего Солнца, но живут всего несколько миллионов лет. Они просто успевают родиться, ярко вспыхнуть и умереть (взорваться сверхновыми) прямо внутри рукава, так и не успев из него вылететь. Именно их короткая, но бурная жизнь и подсвечивает спиральный узор, делая его видимым для наших телескопов за миллионы световых лет.

Таким образом, спиральные рукава галактик — это не материальные объекты, а вечные динамические волны, сквозь которые миллиарды лет течет непрерывный звездный поток.

#sidera_познание #космос #астрономия #наука

M81 - Галактика Боде 🪐🌀

С этого поста начнем знакомство с объектами каталога Мессье, с которым мы еще познакомимся поближе.

В XVIII веке французский астроном Шарль Мессье искал кометы. Чтобы постоянно не путать их с постоянными туманными пятнами, он составил список из 110 космических объектов. Сегодня этот каталог — находка для любого любителя астрономии, ведь его объекты очень красиво выходят на астрофотографиях, и их все можно увидеть на небе в телескоп 80-100 мм. Сегодня же начнем знакомство с объектов, входящих в созвездие Большой Медведицы, и первый из них М81 (галактика Боде).

Что она из себя представляет?
М81 — это огромная спиральная галактика, внутри которой кружится более 250 миллиардов звезд. Свет от неё летит до Земли около 12 миллионов лет — по космическим меркам это и не так далеко от нас с вами.
Для ученых галактика Боде— бесценный подарок. Она развернута к нам почти плашмя, позволяя рассмотреть строение спиральных рукавов как на ладони. У нее потрясающе упорядоченная структура: два главных звездных рукава плавно и симметрично закручиваются из самого центра. В этих рукавах сосредоточены миллиарды молодых голубых звезд и гигантские запасы газа, из которого прямо сейчас рождаются новые светила.

Где ее искать?
Искать М81 нужно в созвездии Большой Медведицы. Чтобы сориентироваться, найдите две крайние звезды ковша (Мерак и Дубхе), которые мы использовали для поиска Полярной звезды. Если от Дубхе (верхней звезды стенки) провести мысленную линию в противоположную сторону от ручки ковша и чуть сместиться к северу, вы окажетесь точно в нужном секторе. Показал это место стрелкой на одной из фотографий.

История открытия
Свое имя галактика получила в честь немецкого астронома Иоганна Элерта Боде. Именно он впервые разглядел это блеклое светящееся пятнышко в свой скромный телескоп холодным предновогодним вечером 31 декабря 1774 года. Спустя несколько лет его коллеги Пьер Мешен и Шарль Мессье перепроверили эти координаты, подтвердили открытие и официально внесли объект в каталог под кодом М81.

Что можно увидеть в телескоп?
М81 — одна из самых ярких галактик, доступных для наблюдений с Земли.
В обычный хороший бинокль за городом она будет видна как крошечное, слабое туманное облачко овальной формы.
В любительский телескоп (диаметром от 100–130 мм) вы отчетливо рассмотрите её яркое, плотное и круглое центральное ядро, окруженное блеклым ореолом.
В серьезные любительские аппараты (от 200 мм) на темном небе начинают проступать те самые знаменитые спиральные рукава и темные прожилки космической пыли.

Если у вас есть бинокль, обязательно попробуйте поймать эту галактику в объектив загородной ночью. Вы сможете лично прикоснуться взглядом к свету, который отправился в путь целых 12 миллионов лет назад.

#sidera_каталог_Мессье #sidera_M81 #космос #астрономия #наука