Денеб
Денеб — ярчайшая звезда созвездия Лебедя, бело-голубой сверхгигант и одна из наиболее мощных звёзд, видимых невооружённым глазом. Вместе с Вегой и Альтаиром он образует Летний треугольник. При видимой звёздной величине около +1,25 Денеб выглядит лишь немного слабее соседних вершин треугольника, хотя находится в десятки раз дальше них.[1]
Расстояние до Денеба определено хуже, чем до большинства ярких звёзд. Прямой параллакс соответствует примерно 1400 световым годам, а спектроскопические параметры и предполагаемая принадлежность к ассоциации Cyg OB7 дают около 2600 световых лет. Поэтому оценки радиуса и светимости различаются почти вдвое: Денеб может излучать от 60 тысяч до почти 200 тысяч солнечных светимостей.[1][2]
Положение и наблюдение
Денеб имеет байеровское обозначение α Лебедя — α Cygni. Он отмечает хвост птицы в традиционной фигуре созвездия. Цепочка ярких звёзд Лебедя вытянута вдоль Млечного Пути и образует астеризм Северный Крест, вершиной которого служит Денеб.
В Северном полушарии Денеб хорошо виден летом и осенью. На широтах средней полосы России он поднимается почти к зениту, а в северных областях может не заходить за горизонт. Белый свет и положение на фоне яркой полосы Млечного Пути делают звезду удобным ориентиром для поиска туманностей и звёздных скоплений Лебедя.
Летний треугольник не является созвездием: его вершины принадлежат Лебедю, Лире и Орлу. Большой размер фигуры позволяет находить её даже над городом, где слабые звёзды скрыты засветкой.
Из-за прецессии земной оси северный полюс мира медленно перемещается среди звёзд. Примерно через восемь тысяч лет он окажется в области Лебедя, и Денеб станет одной из ярких звёзд, расположенных неподалёку от полюса.
Расстояние
Денеб слишком далёк для высокоточного измерения параллакса прежними астрометрическими спутниками. Значение 2,31 ± 0,32 миллисекунды дуги из новой обработки каталога Hipparcos соответствует расстоянию около 430 парсек, или 1400 световых лет.[1]
Спектр звезды позволяет независимо оценить её светимость по температуре и поверхностной гравитации. Такая оценка, а также предполагаемая принадлежность Денеба к звёздной ассоциации Cyg OB7, указывают на расстояние около 802 ± 66 парсек — примерно 2600 световых лет.[2]
Яркость, измеренная с Земли, известна хорошо, но физическая светимость растёт пропорционально квадрату расстояния. Поэтому двукратное различие расстояний приводит почти к четырёхкратному различию светимости. Радиус меняется линейно и при двух оценках составляет примерно 110 или 200 радиусов Солнца.
Сверхгиганты слишком ярки для некоторых режимов спутника Gaia, а движения их протяжённой атмосферы могут смещать видимый центр диска. По этой причине единое надёжное астрометрическое решение для Денеба пока отсутствует.
Размеры и физические характеристики
Эффективная температура Денеба равна 8525 ± 75 K. Спектральный класс A2 Ia означает горячую звезду-сверхгигант с очень высокой светимостью и низкой поверхностной гравитацией. Температура выше солнечной примерно в полтора раза, но огромная площадь поверхности увеличивает полное излучение на многие десятки тысяч раз.[2]
При расстоянии 802 парсека радиус достигает 203 ± 17 радиусов Солнца, а диаметр — около 282 млн километров. Если поместить такую звезду в центр Солнечной системы, её поверхность простиралась бы почти до орбиты Земли. При меньшем расстоянии Hipparcos радиус ближе к 110 солнечным и поверхность оказалась бы между орбитами Меркурия и Венеры.
Спектроскопическая масса при дальней шкале расстояния составляет 19 ± 4 массы Солнца. Масса звезды на главной последовательности оценена в 23 ± 2 солнечной, поэтому за время эволюции Денеб уже мог потерять несколько солнечных масс. При меньшем расстоянии эволюционные модели дают современную массу около 15 солнечных.[2]
Средняя плотность Денеба в сотни тысяч раз ниже солнечной. Большая часть его объёма занята разреженной плазмой, а ускорение свободного падения у поверхности составляет около одного процента земного. Слабое притяжение внешних слоёв облегчает образование мощного звёздного ветра.
Атмосфера и звёздный ветер
Атмосфера Денеба не имеет резкой внешней границы. Над фотосферой газ постепенно ускоряется и переходит в звёздный ветер. Его предельная скорость достигает примерно 240 ± 25 км/с.[2]
Профиль линии водорода Hα меняется со временем: в нём появляются и исчезают участки поглощения и эмиссии. Эти изменения отражают неоднородность потока вещества. Газ покидает разные области поверхности с различной плотностью, а пульсации дополнительно возмущают основание ветра.
Наблюдения поляризации показывают, что распределение вещества вокруг звезды заметно отклоняется от строгой сферической симметрии. Сильнейшие изменения поляризации совпадают по времени с перестройками пульсаций и спектра Hα, что связывает их с изменениями плотности ветра или протяжённой атмосферы.[3]
Потеря массы постепенно уменьшает внешнюю оболочку и меняет дальнейшую судьбу звезды. Для массивных сверхгигантов даже сравнительно разреженный ветер за сотни тысяч лет способен унести заметную долю солнечной массы.
Переменность и пульсации
Денеб служит прототипом переменных звёзд типа α Лебедя. Их блеск меняется на несколько сотых или десятых звёздной величины без строгого повторения. Причина — одновременные нерадиальные пульсации: разные области поверхности поднимаются и опускаются не синхронно.
В наблюдениях Денеба выделяется квазипериод около 12 суток. Несколько последовательных колебаний могут иметь заметную амплитуду, затем быстро затухают и сменяются нерегулярным поведением. Новая серия колебаний начинается с другой фазы, поэтому единой устойчивой кривой блеска не существует.[4]
Интервалы между возобновлениями выраженных пульсаций чаще всего составляют 100–120 суток, но иногда один или несколько циклов пропускаются. Космические фотометрические данные подтверждают, что квазипериодические участки чередуются с эпизодами хаотической переменности.[4]
Пульсации изменяют не только яркость, но и лучевую скорость, форму спектральных линий и структуру ветра. Они позволяют исследовать внутренние слои сверхгиганта, недоступные прямому наблюдению.
Химический состав
Содержание элементов тяжелее гелия у Денеба примерно на 0,20 dex ниже солнечного. При этом в атмосфере наблюдается избыток азота и недостаток углерода. Такое соотношение возникает, когда вещество, прошедшее углеродно-азотный цикл в горячих внутренних слоях, попадает ближе к поверхности.[2]
Перемешивание могло усилиться из-за быстрого вращения звезды в молодости. На главной последовательности Денеб был горячей звездой позднего класса O и вращался значительно быстрее. Расширение оболочки замедлило поверхность, но химический след раннего вращения сохранился.
Состав атмосферы помогает определить эволюционный путь. Однако наблюдаемое обогащение азотом допускает как первое движение к стадии красного сверхгиганта, так и возвращение в голубую область после периода сильной потери массы.
Эволюция
Денеб родился со звёздной массой порядка 20–23 масс Солнца. На главной последовательности он был горячее и компактнее, а основным источником энергии служил углеродно-азотно-кислородный цикл. Большая масса обеспечивала высокую температуру ядра и быстрое расходование водорода.[2]
После истощения водорода ядро сжалось, а внешняя оболочка расширилась. Денеб оказался в кратковременной стадии сверхгиганта. Его современное состояние может соответствовать первому переходу от горячей звезды к красному сверхгиганту либо второму движению в обратную сторону после красной стадии. Наблюдения переменных типа α Лебедя пока не дают однозначного выбора между этими сценариями.[4]
Внутри звезды последовательно образуются всё более тяжёлые элементы. Когда сформируется железное ядро, дальнейшее слияние перестанет выделять энергию. Ядро потеряет устойчивость и коллапсирует.
Денеб завершит эволюцию вспышкой сверхновой с коллапсом ядра. Точный срок неизвестен, но для массивной звезды оставшаяся жизнь измеряется по астрономическим меркам сравнительно коротким временем — сотнями тысяч или несколькими миллионами лет. После взрыва останется нейтронная звезда или, при достаточно массивном ядре, чёрная дыра.
Название
Имя Денеб происходит от арабского слова данаб — «хвост». Оно описывает положение звезды в фигуре Лебедя. То же слово входит в названия нескольких других звёзд, отмечающих хвосты своих созвездий: Денебола во Льве, Денеб Альгеди в Козероге и Денеб Кайтос в Ките.
В европейской традиции использовались также имена Аридед и Аридаф, связанные с арабским названием созвездия. Латинское имя Gallina — «курица» — происходило от другого исторического изображения этой области неба.
Международный астрономический союз утвердил имя Deneb для α Лебедя 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 Deneb // SIMBAD, Centre de données astronomiques de Strasbourg.
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 Schiller F., Przybilla N. Quantitative spectroscopy of Deneb // Astronomy & Astrophysics. 2008. Vol. 479. P. 849–858.
- ↑ Cotton D. V. et al. Deneb is a Large Amplitude Polarimetric Variable // The Astrophysical Journal Letters. 2024.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Guzik J. A., Kloppenborg B., Jackiewicz J. Deneb and the alpha Cygni Variables. 2024.
- ↑ Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 // International Astronomical Union. 2016.