Поллукс
Поллукс — ярчайшая звезда созвездия Близнецов и ближайший к Солнцу одиночный оранжевый гигант. Он находится на расстоянии 33,78 светового года и виден как звезда первой величины с заметным золотисто-оранжевым оттенком. Поллукс почти вдвое массивнее Солнца, в девять раз превосходит его по радиусу и излучает примерно в 40 раз больше энергии.[1][2]
В 2006 году у звезды был подтверждён устойчивый 590-дневный цикл изменения лучевой скорости, обычно объясняемый обращением массивной планеты Поллукс b. Позднее у Поллукса обнаружили слабое магнитное поле и близкий по продолжительности период вращения. Поэтому планета включена в астрономические каталоги, но возможность влияния магнитной активности на измеренный сигнал продолжает проверяться.[5][4]
Положение и наблюдение
Поллукс имеет байеровское обозначение β Близнецов — β Geminorum. Несмотря на букву β, он немного ярче Кастора, обозначенного α Близнецов. При распределении букв в начале XVII века различие блеска могло оцениваться иначе, а сами обозначения не всегда строго следовали яркости.
На небе Поллукс расположен рядом с Кастором. Две звезды отмечают головы мифологических близнецов и образуют одну из самых узнаваемых пар зимнего неба. Поллукс выглядит оранжевым, тогда как Кастор имеет более холодный бело-голубой оттенок.
В Северном полушарии Близнецы лучше всего видны зимой и в начале весны. Поллукс восходит севернее небесного экватора и остаётся доступным для наблюдений из большинства населённых областей Земли. Его легко найти к северо-востоку от Ориона и между яркими звёздами зимнего неба — Капеллой, Проционом и Бетельгейзе.
Собственное движение Поллукса превышает 0,6 секунды дуги в год. За столетия его положение относительно более далёких звёзд заметно изменяется. Лучевая скорость невелика: звезда удаляется от Солнца примерно на 3,4 км/с.[1]
Размеры и физические характеристики
Поллукс имеет массу 1,91 ± 0,09 массы Солнца и радиус 8,8 ± 0,1 солнечного. Его диаметр составляет около 12,2 млн километров. На месте Солнца поверхность Поллукса простиралась бы примерно до десятой части расстояния от Солнца до Меркурия.[2]
Температура фотосферы близка к 4900 K — примерно на 900 K ниже солнечной. Максимум излучения смещён к более длинным волнам, поэтому звезда воспринимается золотисто-оранжевой. Спектральный класс K0 IIIb указывает на холодную по звёздным меркам звезду-гигант.[3]
Средняя плотность Поллукса примерно в 350 раз меньше солнечной. Масса сосредоточена ближе к центру, а протяжённая оболочка заполнена разреженной плазмой. Ускорение свободного падения у поверхности составляет лишь несколько процентов от солнечного.
Химический состав фотосферы близок к солнечному. Оценки содержания железа различаются из-за выбора модели атмосферы, температуры и поверхностной гравитации, но не указывают на значительный дефицит или избыток тяжёлых элементов.[3]
Эволюция в гигант
Поллукс сформировался как горячая звезда спектрального класса A, более массивная и яркая, чем современное Солнце. Такие звёзды быстро расходуют водород в центральной области, поэтому Поллукс покинул главную последовательность примерно через миллиард лет после образования.
После истощения водорода ядро сжалось и нагрелось, а внешняя оболочка расширилась. Температура поверхности уменьшилась, звезда перешла в класс гигантов и приобрела современный оранжевый цвет. Радиус увеличился во много раз, хотя общая масса изменилась сравнительно мало.
Точное состояние ядра определено не окончательно. Наблюдаемые параметры допускают как первое восхождение по ветви красных гигантов, так и стадию красного сгущения, на которой в ядре уже идёт превращение гелия в углерод и кислород.[3]
Звёздные колебания
Внешняя оболочка Поллукса совершает множество слабых акустических колебаний. Они изменяют лучевую скорость поверхности на несколько метров в секунду и создают набор частот, подобный звуковым резонансам внутри объёмного тела.
Расстояние между соседними частотами колебаний связано со средней плотностью звезды. Для Поллукса оно составляет 7,14 ± 0,12 микрогерца. Совместно с радиусом, измеренным интерферометром, этот показатель дал массу 1,91 ± 0,09 солнечной — одну из наиболее прямых оценок массы одиночного гиганта.[2]
Астеросейсмология позволяет исследовать внутреннее строение звезды без прямого изображения её недр. Частоты Поллукса показывают, что его плотная центральная область окружена сильно расширившейся конвективной оболочкой.
Вращение и магнитное поле
Поллукс вращается значительно медленнее Солнца. Карта магнитного поля даёт период 660 ± 15 суток. Расширение звезды увеличило её момент инерции и замедлило вращение по сравнению с периодом существования на главной последовательности.[4]
Средняя напряжённость крупномасштабного поля составляет около 0,44 гаусса. Поле преимущественно дипольное, а его магнитная ось отклонена от оси вращения примерно на 10°. По напряжённости оно сопоставимо со средним полем спокойного Солнца, хотя размеры и внутреннее строение двух звёзд сильно различаются.[4]
Поле поддерживается движением проводящей плазмы в глубокой конвективной оболочке. Поллукс относится к медленно вращающимся и слабоактивным гигантам: его хромосферное и рентгеновское излучение невелико, а выраженных крупных пятен не обнаружено.
Поллукс b
Периодические изменения лучевой скорости Поллукса прослеживаются на протяжении нескольких десятилетий. Их период равен 589,64 суток, а амплитуда составляет около 40–46 м/с. Форма спектральных линий при этом остаётся достаточно стабильной, что стало главным аргументом в пользу планетного объяснения.[5]
Объект получил обозначение Поллукс b и собственное имя Фестия — Thestias. Его минимальная масса близка к 2,9 массы Юпитера. Истинная масса зависит от неизвестного наклонения орбиты и может быть больше. Среднее расстояние до звезды составляет около 1,69 астрономической единицы, а почти круговая орбита имеет эксцентриситет около 0,02.[5]
Поллукс b не проходит по диску звезды, поэтому его радиус и состав непосредственно не измерены. С учётом большой массы объект должен быть газовым гигантом. Он получает от Поллукса значительно больше энергии, чем Юпитер от Солнца, поскольку его звезда намного ярче.
Период вращения Поллукса — 660 суток — близок к 590-дневному циклу лучевой скорости. Магнитное поле также меняется со временем, поэтому часть сигнала может быть связана с вращением и активностью звезды. Различие периодов и многолетняя устойчивость лучевой скорости поддерживают планетную гипотезу, но окончательное разделение двух эффектов требует дальнейших наблюдений.[4]
Дальнейшая эволюция
Поллукс недостаточно массивен для взрыва сверхновой. После завершения горения гелия он продолжит расширяться и перейдёт на асимптотическую ветвь гигантов. Пульсации и звёздный ветер будут постепенно удалять внешнюю оболочку.
Сброшенный газ образует планетарную туманность, а в центре останется белый карлик из углерода и кислорода. Расширение звезды и потеря массы изменят орбиту Поллукса b. Планета находится достаточно далеко от современной фотосферы, но её окончательная судьба зависит от максимального радиуса гиганта и приливного взаимодействия.
Название
Поллукс назван в честь одного из Диоскуров — братьев-близнецов Кастора и Полидевка в древнегреческой мифологии. Латинская форма имени Полидевка — Pollux. В мифе бессмертный Полидевк разделил свою судьбу со смертным Кастором, после чего братья были связаны с созвездием Близнецов.
В арабской астрономической традиции Поллукс и Кастор входили в пару звёзд, обозначавших головы близнецов. Их близость на небе сохранялась в картах разных культур, хотя мифологические образы и названия различались.
Международный астрономический союз утвердил имя Pollux для β Близнецов 30 июня 2016 года.[6]
См. также
Источники
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Pollux // SIMBAD, Centre de données astronomiques de Strasbourg.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Hatzes A. P. et al. The Mass of the Planet-hosting Giant Star β Geminorum Determined from its p-mode Oscillation Spectrum // Astronomy & Astrophysics. 2012. Vol. 543. A98.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Aurière M. et al. Discovery of a weak magnetic field in the photosphere of the single giant Pollux // Astronomy & Astrophysics. 2009. Vol. 504. P. 231–237.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 Aurière M. et al. Pollux: A weak dynamo-driven dipolar magnetic field and implications for its probable planet // Astronomy & Astrophysics. 2021. Vol. 646. A130.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 Hatzes A. P. et al. Precise Radial Velocities of Giant Stars. II. Pollux and Its Planetary Companion // The Astrophysical Journal. 2006. Vol. 654. P. 625–632.
- ↑ Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 // International Astronomical Union. 2016.