Тема: Шаровые скопления (Прочитано 4078 раз)

tlgleonid · « : 15 Травня 2009, 16:40:28 »

Если теплыми летними вечерами посмотреть в бинокль на неправильный четырехугольник, составляющий основу созвездия Геркулеса, то в его западной части, примерно по средине, можно увидеть небольшое туманное пятнышко. Но если посмотреть в него даже в небольшой по нынешним меркам телескоп с объективом 80-100мм, то можно увидеть при увеличении порядка 100х, что оно по краям распадается на звезды. В более крупные инструменты здесь видно целый рой звезд. Исследования показали, что в этой огромной звездной куче находится почти полмиллиона звезд. Звезды эти в своей совокупности отличаются от многих других звезд нашей Галактики. Самые яркие звезды в этом скоплении - холодные красные гиганты. Белые и голубые звезды, находящиеся на главной последовательности диаграммы спектр-светимость, полностью отсутствуют. Да и вообще, спектры звезд практически лишены линий металла. Все это говорит о том, что это скопление очень старых звезд, по сути - ровесников нашей Галактики. За свою округлую форму эти гигантские шары из звезд были названы шаровыми звездными скоплениями.
Все шаровые скопления имеют ряд особенностей. В отличие от рассеянных скоплений в них не встречаются газовые туманности. Все такие скопления имеют не только округлую форму, но еще и плотность звезд растет при приближении к центру. Это хорошо видно на моей фотографии шарового скопления М5. Не смотря на свои внушительные размеры (поперечники звездных шаров измеряются несколькими сотнями световых лет) все достаточно яркие шаровые скопления принадлежат нашей галактике и все перемещаются по ней, как единое целое.

tlgleonid

   Однако имеют шаровые скопления и свои уникальные характеристики для каждого объекта. Наиболее важной для астрофизика является индекс металличности. Для его определения считают отношение интенсивности линий железа к линии водорода для шарового скопления и находят, насколько это соотношение меньше, чем для Солнца. Логарифм отношения этих отношений (извините за каламбур) и называют индексом металличности. Так, если в атмосферах звезд железа меньше, чем у Солнца в десять раз, то индекс металличности будет равен -1. Обычно, у шаровых скоплений эта величина составляет от -1 до -2.
   Любителей астрономии же больше интересует другая величина, которую можно видеть непосредственно: класс концентрации. Савйер и Хогг предложили разбить все шаровые скопления на 12 классов, обозначаемых римскими цифрами. К классу I они предложили отнести самые концентрированные скопления, у которых крошечное, по сравнению со всем скоплением, ядро невозможно разделить на звезды. К классу XII были отнесены шаровые скопления, которые настолько разреженные, что центрального сгущения вообще не наблюдается.
Конечно, астрофизикам неудобно возится с какими то классами и они ввели конкретные числовые характристики, выделив радиус собственно ядра, радиус полумассы (радиус сферы, в которой сосредоточилась половина массы скопления) и приливной радиус (радиус скопления, в котором звезды еще гравитационно связаны со скоплением). Логарифм отношения приливного радиуса к радиусу ядра назвали индексом центральной концентрации. Понятно, что для самых разреженных шаровых скоплений эта величина будет меньше единицы, а для самых концентрированных может достигать трех (ядро в сотни раз меньше скопления). Понятно, что визуально увидеть самые концентрированные скопления очень просто, а разреженные могут быть, не смотря на высокую поверхностную яркость, очень трудными объектами.
   Поскольку шаровые скопления содержат десятки и сотни тысяч звезд, большинство из них имеют высокую яркость и могут наблюдаться со скромными любительскими телескопами. Не удивительно, что среди 110 объектов каталога Месье - 29 это именно шаровые скопления. Еще 33 из них вошло в список 400 объектов Гершеля, а следовательно доступны 150-ти миллиметровому телескопу. А всего для наблюдателя с широты Киева доступны лишь 77 шаровых скоплений. Всего же в нашей галактике открыто порядка полутора сотен объектов этого класса, значительная часть которых в наших широтах просто не восходит.
   Разбросаны шаровые скопления по небу неоднородно. Все они концентрируются вокруг центра нашей галактики, находящегося в созвездии Стрельца, причем половина всех шаровых скоплений на небе находится на угловых расстояниях до 30 градусов от него. По этому попали они по большей части именно в это созвездие, а также в близлежащие созвездия Скорпиона, Змееносца, Орла, Дельфина, Геркулеса. Так что лето - это лучшая пора для изучения этих очень красивых объектов. Конечно, можно увидеть шаровые скопления даже зимой, например М79 в Зайце, но это скорее исключения из правила.
   Два самые яркие шаровые скопления, к сожалению не видны с территории России или Украины. Это омега Центавра (NGC 5139) и 47 Тукана (NGC 104). Данным скоплениям даже присвоили обозначения, как обычным звездам, поскольку оба они хорошо видны невооруженным глазом, как слегка размытые звезды четвертой звездной величины. Помимо того, что Омега центавра самое яркое, оно еще и самое крупное на земном небе, а его размеры составляют 54'. С наших широт невооруженным глазом можно в темные ночи и в незасвеченном небе увидеть на пределе шаровое скопление М13, о котором я писал выше, и довольно крупное, с поперечником в 32 угловые минуты, скопление М22 в созвездии Стрельца. В бинокль или небольшой телескоп в южных регионах Украины и России можно наблюдать еще более крупное (хотя и довольно рыхлое) шаровое скопление М4 в Скорпионе. Самые слабые шаровые скопления даже в 150 миллиметровый телескоп выглядят размытыми звездочками, а их поперечник не превышает одной угловой минуты.
Некоторые шаровые скопления очень непохожи на классические шаровые скопления. Например, шаровое скопление в созвездии Стрелы очень похоже на рассеянное скопление. Оно не так богато звездами и не имеет четко выраженного округлого ядра. А шаровое скопление NGC 5053 даже считалось некоторое время рассеянным, настолько оно рыхлое и распадающееся в крупные инструменты на звезды. Отнесли его к шаровым скоплениям только из-за характерного распределения звезд по свойствам и из-за низкого содержания металлов в спектрах.
Среди шаровых скоплений встречаются и интересные сочетания. Лично меня восхитила пара не самых ярких шаровых скоплений NGC6822 и NGC6828. Эта пара интересна тем, что оба скопления видны в одном поле зрения телескопа, ведь их разделяет всего 16 угловых минут. Близко расположены они и в пространстве, поскольку до них чуть меньше 8 килопарсек, а следовательно между ними расстояние в пространстве всего 300 световых лет. Но в реальности это соседство случайно, поскольку и движутся они в разных направлениях и свойства имеют разные.
В созвездии Рыси есть сравнительно слабое, как для шаровых скоплений, но вполне доступное для 150-мм телескопа шаровое скопление 10 звездной величины: NGC2419. На первый взгляд это совершенно невзрачное туманное пятнышко, у которого самые яркие звезды-гиганты имеют блеск только 17m, но зато впечатляет расстояние до объекта: почти 300 тысяч световых лет. А это значит, что данное шаровое скопление находится уже за пределами нашей галактики, за что и получило название "Межгалактический странник".
Есть в нашей галактике и еще одно рядовое, на первый взгляд, но совершенно необычное шаровое скопление М54. Оно находится как бы по другую сторону от центра галактики и принадлежит не совсем к ней, а к другой карликовой галактике, которая столкнулась с нашей галактикой и уже практически нею поглощена. Фактически, можно утверждать, что данное шаровое скопление имеет двойное гражданство.
Джон Гершель, сын знаменитого Уильяма Гершеля продолжил дело отца и занялся поиском туманных объектов на южном небе. В созвездии Печи он обнаружил размытую звездочку, которую и занес в каталог туманностей. В каталог Дрейера она попала под номером NGC1049. Позже выяснилось, что это - шаровое скопление, но скопление также довольно далекое и не относящееся к нашей галактике. Но в отличие от Межгалактического странника оно не находится в межгалактическом пространстве, а принадлежит к слабой и бедной звездами карликовой галактике. Блеск этого скопления 12.6m.
Шаровые скопления наблюдаются во многих галактиках. Иногда они обнаруживают удивительные свойства. Так в Магелановых облаках есть шаровые скопления, которые выглядят как действительно шаровые, но по составу резко от них отличаются, поскольку содержат много белых молодых звезд, атмосферы которых богаты металлами. Логично поискать шаровые скопления и в других близких галактик.
Наш взгляд устремляется к туманности Андромеды - самой яркой галактике на нашем небе. Эта гигантская галактика содержит множество шаровых скоплений. Их открыто уже почти в два раза больше, чем в нашей родной галактике. А самое яркое из них можно без проблем наблюдать и в 200 мм телескоп - скопление G1. Это самое большое шаровое скопление, известное нам. Оно в несколько раз превосходит омегу Центавра и по этому даже на таком расстоянии выглядит, как звезда в нефокусе. Некоторые исследования показали, что это остаток эллиптической галактики, которую когда-то поглотила Туманность Андромеды. Владельцы больших инструментов могут попытаться отнаблюдать еще и другие шаровые скопления, которые уже существенно слабее и выглядят в 350мм инструменты почти как звезды. Таким является шаровое скопление с блеском 14.7m, которое носит обозначение G73. На самом деле, этот объект находится всего в 6 угловых минутах от М32 и физически связан с этой галактикой.
Немало сравнительно ярких шаровых скоплений было найдено в галактике Треугольника М33. Всего же в этой галактике известно около 60 таких объектов. К сожалению, их легко обнаружить на астрофотографиях, но даже самое яркое шаровое скопление С39 имеет блеск около 15.7m и доступно только крупнейшим любительским инструментам. Еще несколько шаровых скоплений этой галактики - С13, С20, С27, имеют блеск около 16 звездной величины.
Практически такой же блеск имеет и шаровое скопление WLM, принадлежащее чрезвычайно разреженной и труднообнаруживаемой галактике PGC143, у которой интегральный блеск около 11m размазан на 10 угловых минут. Еще два довольно ярких шаровых скопления Hodge 3 и Hodge 5 можно наблюдать в спутниках туманности Андромеды, галактиках NGC 147 и NGC 185, которые оказались уже в соседнем созвездии Кассиопеи. Их блеск чуть ярче 17 звездной величины.
Однако сюрпризы преподносит и наша Галактика. Благодаря появлению чувствительных к красному свету приемников было открыто около десятка чрезвычайно разреженных шаровых скоплений, состоящих из очень холодных красных звезд. Все такие объекты вошли в каталог Terzan. Владельцы крупных инструментов могут попробовать свои силы в наблюдении и этих объектов.

Новини:

Автор Тема: Шаровые скопления (Прочитано 4078 раз)

tlgleonid

Шаровые скопления

tlgleonid

Re: Шаровые скопления