Спика
Спика — ярчайшая звезда созвездия Девы и тесная двойная система из двух горячих массивных звёзд. Она находится примерно в 250 световых годах от Солнца. Компоненты массой около 11,4 и 7,2 массы Солнца обращаются друг вокруг друга за 4,0146 суток, а расстояние между ними сравнимо лишь с третью расстояния от Солнца до Меркурия.[2][1]
Главная звезда уже расширилась до промежуточного состояния между главной последовательностью и гигантом. Её поверхность деформирована притяжением спутника, а внутренние слои пульсируют. Сочетание орбитального движения, приливной формы и звёздных колебаний создаёт небольшие изменения блеска и сложные изменения спектральных линий.[2]
Положение и наблюдение
Спика имеет байеровское обозначение α Девы — α Virginis. Её видимая звёздная величина близка к +0,97, а отрицательный показатель цвета B−V отражает голубовато-белый свет горячих компонентов.[1]
В Северном полушарии Спика лучше всего видна весной и в начале лета. Для её поиска продолжают дугу ручки ковша Большой Медведицы: сначала линия приводит к оранжевому Арктуру, а затем — к голубоватой Спике. Эти две яркие звезды хорошо различаются по цвету.
Склонение около −11° позволяет наблюдать Спику из большинства населённых областей Земли. В средней полосе России она проходит невысоко над южным горизонтом, поэтому для наблюдения полезны открытый обзор и прозрачная атмосфера.
Компоненты системы
Спектр Спики содержит линии обеих звёзд. За время обращения они периодически смещаются в противоположные стороны: один компонент приближается к наблюдателю, другой удаляется. По величине этих доплеровских смещений определены массы и форма орбиты.
Главный компонент Спика A имеет массу 11,43 ± 1,15 массы Солнца и радиус 7,47 ± 0,54 солнечного. Температура его фотосферы достигает примерно 25 300 K, а светимость — около 25 тысяч солнечных.[2]
Компонент Спика B имеет массу 7,21 ± 0,75 массы Солнца и радиус 3,74 ± 0,53 солнечного. Его температура близка к 20 900 K, а светимость составляет около 4 тысяч солнечных. Звезда остаётся на главной последовательности и превращает водород в гелий в центральной области.[2]
Орбита
Компоненты совершают полный оборот за 4,0146 суток. Орбита слегка вытянута: её эксцентриситет составляет около 0,13. Среднее расстояние между центрами звёзд близко к 0,14 астрономической единицы, или примерно 21 млн километров.[2]
Орбитальная плоскость наклонена к лучу зрения примерно на 63°. Поэтому звёзды не проходят прямо одна перед другой и не создают глубоких затмений. Небольшая фотометрическая переменность имеет другое происхождение — наблюдатель видит под разными углами приливно деформированные поверхности.
Ось линии апсид медленно поворачивается в пространстве. Такое движение периастра возникает из-за несферического распределения вещества в звёздах и небольшого вклада общей теории относительности. Скорость поворота даёт сведения о концентрации массы во внутренних слоях компонентов.[3]
Приливная деформация
Расстояние между звёздами мало по сравнению с их размерами. Притяжение спутника растягивает Спику A вдоль линии, соединяющей компоненты. Звезда имеет не строго сферическую, а немного эллипсоидальную форму.
Во время обращения к Земле поворачиваются участки с разной площадью и температурой. Суммарный блеск системы меняется дважды за орбитальный цикл. Спику относят к эллипсоидальным переменным, хотя сами звёзды не затмевают друг друга.
Приливные силы также изменяют скорость движения вещества по поверхности и форму спектральных линий. Наиболее сильные возмущения возникают около периастра, когда компоненты проходят ближайшую точку орбиты.
Пульсации главного компонента
Спика A относится к переменным звёздам типа β Цефея. В её внутренних слоях возбуждаются колебания, которые периодически расширяют и сжимают отдельные области звезды. Наблюдения выделяют три независимые пульсационные моды: одну радиальную и две нерадиальные.[2]
При радиальной моде разные участки поверхности движутся наружу и внутрь почти одновременно. Нерадиальные моды создают на поверхности чередующиеся области движения в противоположных направлениях. Эти колебания видны прежде всего по изменениям профиля спектральных линий.
Частота одной из нерадиальных мод точно кратна орбитальной частоте. Её поддерживает периодически меняющееся приливное поле спутника. Спика позволяет одновременно исследовать собственные колебания массивной звезды и пульсации, возбуждаемые орбитальным движением.[2]
Возраст и эволюция
Возраст системы равен примерно 12,5 ± 1 млн лет. Обе звезды сформировались из одного газового облака и имеют близкий химический состав, но более массивный компонент A развивается значительно быстрее.[2]
Спика A подходит к завершению главной последовательности: содержание водорода в её центральной области заметно уменьшилось, а радиус вырос. Спика B менее массивна и сохраняет больший запас водорода в ядре.
По мере дальнейшего расширения главного компонента расстояние до границы его области гравитационного влияния будет уменьшаться. В будущем система может перейти к обмену веществом, однако сейчас обе звезды остаются раздельными и не заполняют свои полости Роша.
Масса Спики A достаточна для завершения эволюции коллапсом ядра и вспышкой сверхновой. До этой стадии звезда пройдёт через несколько фаз ядерного горения и потеряет значительную часть внешней оболочки. Точный исход зависит от будущего взаимодействия компонентов.
Спика вблизи эклиптики
Спика находится примерно в двух градусах от эклиптики. Рядом с ней регулярно проходят Луна и планеты, а сама звезда периодически покрывается Луной. Наблюдения таких событий уточняют положение звезды и параметры движения Луны.
В редких случаях Спику могут закрывать планеты. Последнее покрытие Венерой произошло в 1783 году, а следующее ожидается в 2197 году. Близость к эклиптике также делает соединения Спики с яркими планетами заметными ориентирами на небе.
Название
Латинское слово spica означает «колос». На старинных изображениях Дева держит в руке пшеничный колос, а звезда отмечает его верхушку. Полное латинское выражение Spica Virginis переводится как «колос Девы».
В арабской астрономической традиции звезда была известна под названиями, связанными с безоружной или беззащитной Девой. Одно из них сохранилось в средневековых европейских текстах в форме Azimech.
Международный астрономический союз утвердил имя Spica для α Девы 30 июня 2016 года.[4]
См. также
Источники
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Spica // 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 2,13 2,14 2,15 2,16 2,17 Tkachenko A. et al. Stellar modelling of Spica, a high-mass spectroscopic binary with a β Cep variable primary component // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2016. Vol. 458. P. 1964–1976.
- ↑ Palate M. et al. Spectral modelling of massive binary systems // Astronomy & Astrophysics. 2013.
- ↑ Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 // International Astronomical Union. 2016.