Антарес
.jpg)
Антарес — ярчайшая звезда созвездия Скорпиона и один из ближайших к Солнцу красных сверхгигантов. На небе он выглядит оранжево-красной звездой первой величины, отмечающей область «сердца» Скорпиона. Антарес находится примерно в 550 световых годах от Земли и входит в широкую двойную систему с горячей голубовато-белой звездой Антарес B.[1]
Главный компонент системы имеет радиус около 680 радиусов Солнца и светимость примерно 76 тысяч солнечных. Если поместить его в центр Солнечной системы, фотосфера поглотила бы орбиты Меркурия, Венеры, Земли и Марса, а её внешняя граница оказалась бы внутри главного пояса астероидов.[2]
Положение и наблюдение
Антарес имеет байеровское обозначение α Скорпиона — α Scorpii. Его видимая звёздная величина обычно близка к +1, а большой положительный показатель цвета B−V отражает преобладание красного и оранжевого света в видимом спектре.[1]
Звезда расположена в центральной части фигуры Скорпиона. С одной стороны от неё лежат звёзды, образующие «клешни», с другой начинается изгибающаяся цепочка «хвоста». В Северном полушарии Антарес лучше всего виден весной и летом невысоко над южным горизонтом. В тропических и южных широтах он поднимается значительно выше.
Антарес находится недалеко от эклиптики, поэтому рядом с ним регулярно проходит Луна и изредка закрывает звезду своим диском. Наблюдения таких покрытий позволяют разделять свет компонентов двойной системы и уточнять их взаимное положение.
Антарес лежит перед сложной областью газовых и пылевых облаков на границе созвездий Скорпиона и Змееносца. Жёлто-оранжевое свечение вокруг звезды создаёт пыль, отражающая её свет. Синие области поблизости освещаются более горячими звёздами системы Ро Змееносца.
Размеры и физические характеристики
Масса Антареса A оценивается примерно в 15 ± 5 масс Солнца, а возраст — в 11–15 млн лет. Звезда излучает энергию с поверхности, нагретой лишь до 3660 ± 120 K, поэтому её спектр относится к классу M1.5 Iab. Низкая температура при огромной площади поверхности определяет красный цвет и высокую светимость сверхгиганта.[2]
Радиус около 680 солнечных соответствует диаметру примерно 950 млн километров. Эта величина не является постоянной геометрической границей: разреженная атмосфера постепенно переходит в звёздный ветер, а измеренный диаметр зависит от длины волны. В спектральных линиях молекул Антарес выглядит крупнее, чем в соседних участках непрерывного спектра.
Средняя плотность внешних слоёв крайне мала. Большая часть объёма звезды занята разреженной плазмой, тогда как масса сильнее сосредоточена во внутренних областях. Ускорение свободного падения у видимой поверхности во много раз меньше солнечного, поэтому газ легче поднимается на большие высоты.
Поверхность и конвекция
Антарес — одна из немногих звёзд, поверхность которых удалось не только измерить, но и получить в виде пространственно разрешённого изображения. Интерферометр VLTI объединяет свет нескольких телескопов и различает детали, недоступные отдельному оптическому телескопу.[3]
Поверхность сверхгиганта неоднородна. В ней возникают крупные конвективные области, где нагретое вещество поднимается из глубины, остывает и опускается. Масштаб таких движений сопоставим со значительной частью радиуса звезды, а распределение яркости меняется со временем.
Спектральные наблюдения показали участки газа, движущиеся к наблюдателю и от него с разными скоростями. Для Антареса была построена первая двумерная карта скоростей атмосферы звезды, не считая Солнца. Сильные движения обнаружены далеко за пределами видимой поверхности, где обычная конвекция уже не может полностью объяснить их происхождение.[3]
Протяжённая атмосфера
Над фотосферой Антареса располагается протяжённый молекулярный слой, иногда называемый MOLsphere. Он достигает примерно 1,2–1,4 радиуса звезды, а его температура близка к 2000 K. В этом слое присутствует угарный газ, линии которого позволяют измерять движение вещества.[2]
За один год картина движения молекулярного газа способна заметно измениться. В одних наблюдениях преобладают восходящие потоки со скоростями 20–30 км/с, в других — нисходящие движения. Атмосфера не расширяется как единая оболочка: отдельные области движутся в разных направлениях и образуют асимметричную структуру.[2]
На ещё больших расстояниях температура и плотность уменьшаются, формируются молекулы и пылевые частицы. Давление излучения на пыль и движения плазмы участвуют в переносе вещества наружу, однако единый механизм, полностью объясняющий потерю массы красными сверхгигантами, пока не установлен.
Звёздный ветер и потеря массы
Антарес постоянно выбрасывает вещество в окружающее пространство. Темп потери массы имеет порядок 10−6 массы Солнца в год, но поток неоднороден и меняется со временем.[4]
Газ движется от звезды сравнительно медленно и образует протяжённую околозвёздную оболочку. За время существования Антарес уже мог потерять несколько солнечных масс. Потеря вещества постепенно уменьшает массу внешней оболочки и влияет на дальнейшую эволюцию звезды.[3]
Горячий спутник Антарес B ионизует часть ветра главной звезды. Вокруг него возникает область ионизованного водорода и железа, заметная по эмиссионным линиям и радиоизлучению. Размер и структура этой области зависят от плотности ветра, поэтому она служит естественным зондом выбрасываемого вещества.[4]
Антарес B
Антарес B — горячая звезда главной последовательности спектрального класса B2 Vn. Её собственный голубовато-белый свет трудно увидеть рядом с гораздо более ярким красным сверхгигантом, но различие цветов делает пару особенно заметной в телескоп при хороших атмосферных условиях.[1]
Угловое расстояние между компонентами составляет несколько секунд дуги, что соответствует нескольким сотням астрономических единиц. Полный оборот занимает, вероятно, более тысячи лет. За время инструментальных наблюдений прослежена лишь небольшая часть орбиты, поэтому её период, эксцентриситет и большая полуось остаются приближёнными.
Обе звезды сформировались вместе, но развиваются с разной скоростью. Более массивный Антарес A уже превратился в красный сверхгигант, тогда как компонент B продолжает сжигать водород в ядре и сохраняет сравнительно компактные размеры.
Переменность
Антарес относится к полуправильным переменным звёздам. Его блеск изменяется без строгого единственного периода: в колебаниях участвуют пульсации внешних слоёв, крупномасштабная конвекция и изменения прозрачности протяжённой атмосферы.
Большинство колебаний невелико и развивается на протяжении месяцев и лет. Красный цвет звезды также усиливает зрительное впечатление изменения яркости при наблюдении у горизонта, где земная атмосфера сильнее ослабляет и искажает свет.
Изменения радиуса и температуры связаны с движением внешних слоёв, но Антарес не пульсирует как единое идеально сферическое тело. Одновременно на разных участках поверхности могут существовать восходящие и нисходящие потоки.
Эволюция
Антарес сформировался как горячая массивная звезда и провёл основную часть жизни на главной последовательности. После истощения водорода в центральной области ядро сжалось, внешние слои расширились и охладились. Так звезда перешла в стадию красного сверхгиганта.
В её недрах последовательно возникают реакции с участием всё более тяжёлых элементов. Эти стадии значительно короче водородного горения. Конечное железное ядро уже не сможет выделять энергию при дальнейшем слиянии, потеряет устойчивость и коллапсирует.
Масса Антареса достаточна для завершения эволюции вспышкой сверхновой с коллапсом ядра. Точный момент этого события предсказать невозможно: красная сверхгигантская стадия коротка по сравнению со всей жизнью звезды, но может продолжаться ещё сотни тысяч лет. После взрыва останется компактный объект, а выброшенное вещество обогатит межзвёздную среду тяжёлыми элементами.
Название
Имя Антарес происходит от древнегреческого выражения, означающего «соперник Ареса». Аресу в римской традиции соответствует Марс. Красный цвет звезды напоминает цвет планеты, а в периоды их сближения на небе различие между двумя объектами особенно заметно.
В традиционной фигуре Скорпиона Антарес отмечает сердце животного. Поэтому в арабской астрономии использовалось название Кальб аль-Акраб — «сердце Скорпиона». След этого названия сохранился в обозначениях некоторых звёздных каталогов.
Международный астрономический союз утвердил имя Antares для α Скорпиона 30 июня 2016 года.[5]
См. также
Источники
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 Antares // SIMBAD, Centre de données astronomiques de Strasbourg.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 Ohnaka K. et al. High spectral resolution imaging of the dynamical atmosphere of the red supergiant Antares // Astronomy & Astrophysics. 2013. Vol. 555. A24.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 Best Ever Image of a Star’s Surface and Atmosphere // European Southern Observatory. 23 August 2017.
- ↑ 4,0 4,1 Reimers D. et al. The Antares emission nebula and mass loss of alpha Sco A // Astronomy & Astrophysics. 2008. Vol. 491. P. 229–238.
- ↑ Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 // International Astronomical Union. 2016.