Удивительная вселенная цвета

Стоит взглянуть на красивые астрофотографии, размещенные на повсюду в интернете, и становится совершенно очевидно, что мы живем в яркой и красочной вселенной. Но когда разворачиваешь бинокль или телескоп к небу, почти всё, что можно увидеть, это различные оттенки серого. В чем тут дело?

Проблема не со Вселенной, а с нашими глазами. Детектор изображений нашего глаза, сетчатка, состоит из десяти слоев нервных клеток, в том числе фоточувствительных рецепторов, которые называются палочки и колбочки. Колбочки задействованы в ярко освещенных сценах, цветовом зрении и разрешении. Палочки — рецепторы низкого уровня освещенности и не могут различать цвета.

При тусклом освещении глазные палочки в своей стихии, их чувствительность повышается. Но колбочки будто говорят: «Ну что ж, продолжайте», и наше цветовосприятие резко падает. Мы становимся почти полностью слепы к цвету.

В этом месяце мы попробуем доказать, что это неправда, что Вселенная действительно может быть красочной в бинокль. Мы отыщем несколько кроваво-красных углеродных звезд. Большинство из них являются красными гигантами, вышедшими за пределы главной последовательности, которые находятся в правой верхней части диаграммы Герцшпрунга-Рассела (диаграммы Г—Р). Более подробную информацию о диаграмме Г—Р читайте в моей статье «Эволюция звезд наглядно».

Красные звезды-гиганты продолжают генерировать энергию ядерного синтеза. Однако у них это происходит не в процессе превращения водорода в гелий, что характерно для звезд главной последовательности вроде нашего Солнца. Это мы уже проходили. Красные гиганты исчерпали запас плавкого водорода в своих ядрах. Они сплавляют гелий в углерод. Это называется тройной альфа-процесс, в котором три ядра гелия-4 (также известного как альфа-частица), трансформируются в углерод. На приведенной ниже схеме показан двухступенчатый процесс.

Выше: тройной альфа-процесс

Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Triple-Alpha_Process.png

В некоторых случаях сильные внутренние конвекционные течения переносят часть побочных продуктов углеродного синтеза вверх, к поверхности звезды, где они образуют облако сажи. Сажа рассеивает звездный свет на синем краю спектра, но пропускает оранжевый и красный. В итоге получается вибрирующая «углеродная звезда». (Кстати, тот же эффект рассеяния стоит и за темно-красными закатами и рассветами, которые мы наблюдаем здесь, на Земле, после крупного извержения вулкана, когда богатый углеродом вулканический пепел выбрасывается в атмосферу нашей планеты.)

Не удивительно, что все углеродные звезды меняют яркость, — в соответствии с увеличением и уменьшением количества сажи с течением времени. В результате большинство из них обозначается как переменные звезды. Традиционно переменные звезды группируются по «домашнему» созвездию с использованием заглавных латинских букв, начиная с R, в том порядке, в котором они были обнаружены. Например, R Северной Короны была первой переменной, обнаруженной в этом созвездии, тогда как S Щита — вторая обнаруженная в Щите, и т. д. После того, как в созвездии зарегистрируется девятая переменная (обозначается Z), следующая будет обозначаться RR, затем RS... до RZ, а затем от  SS до SZ, и далее по тому же принципу, пока не дойдет до ZZ. После этого будут применяться обозначения от АА до АZ, потом от BB до BZ и т. д. Система будет работать за исключением JJ — JZ вплоть до QZ, что позволяет идентифицировать 334 переменные звезды в конкретном созвездии. Казалось бы, этого достаточно, чтобы охватить все переменные, однако многие созвездия, особенно вдоль основного потока Млечного Пути, содержат больше переменных звезд, чем допускает эта система. В этих случаях 335-я переменная определенного созвездия указывается как V355 (V означает variable, переменная), а все открытые впоследствии размещаются в порядке возрастания номеров.

На вечернем небе этого месяца есть несколько углеродных звезд, доступных для большинства обычных биноклей. Нацелившись в нужном направлении, легко определить, какая из звезд является углеродной, благодаря характерному красному цвету.

Конечно, стоит один раз съездить в магазин красок и сразу станет ясно, что существует намного больше красных цветов, чем просто красный. Только в каталоге Benjamin Moore перечислено 502 варианта «красного» и еще 435 «оранжевого цвета»! То же самое можно сказать и об углеродных звездах. Не все красные звезды просто красные. Некоторые красные, а некоторые — КРАСНЫЕ! Вы когда-нибудь видели алую звезду? Или сказали бы, что звезда была больше «оранжевой лилией»?

Поскольку описание может быть очень субъективным, астрономы используют фотометрию, чтобы объективно оценить цвет звезд. Для измерения звездной величины используют фотометры. Да, да, звездной величины: «синей» (или фотографической) величины и визуальной величины. Из синего значения затем вычитается визуальное для определения показателя цвета B–V звезды. Для голубых звезд значение B–V будет отрицательным, тогда как для красных звезд оно будет положительным. Чем больше положительное значение, тем краснее звезда. Бетельгейзе, которая, как всем нам известно, является красным сверхгигантом, имеет B–V значение +1,9, а показатель B–V оранжевого Арктура равен 1,23.

По небу рассыпано много углеродных звезд, но я представляю вам шесть, которые будут прекрасно выделяться в бинокль сегодня вечером, если будет ясное небо. В следующей таблице перечислены их названия, небесные координаты, их показатели B–V, диапазон блеска, текущая звездная величина (на конец апреля 2016 года), а также период изменения блеска.

UU Aurigae (PDF)	T and X Cancri (PDF)
U and V Hydrae (PDF)	Y Canum Venaticorum   (PDF)

Выше: поисковая карта «Вселенной в бинокль» этого месяца, взята из атласа TUBA (Touring the Universe through Binoculars Atlas) Фила Харрингтона.

Надеюсь, поисковые карты, каждая из которых охватывает до 15° по горизонтали, помогут вам найти каждую из этих красавиц. Все они должны быть отчетливо видны благодаря своему цвету, но имейте в виду, что в периоды, когда они находятся вблизи минимума, они могут оказаться слишком сложными. И обязательно опубликуйте свои наблюдения этих, а также любых других углеродных звезд, с которыми вы, возможно, сталкивались, в обсуждении данной статьи на форуме.

У нас есть еще одна переменная звезда, представляющая интерес в этом месяце, пусть она и не настолько красочная, как вышеописанные звезды. R Волопаса — это долгопериодическая переменная звезда, расположенная точно к западу от Ицар (эпсилон Волопаса), одной из основных звезд в узнаваемой форме созвездия в виде воздушного змея. Как и большинство долгопериодических переменных, R Boo является пульсирующим красным гигантом. Часто упоминается как звезда типа Миры. Мира в Ките была первой обнаруженной долгопериодической переменной. Эти диковинные звезды фактически испытывают физическое расширение и сжатие, а мы наблюдаем, как они то затухают, то становятся ярче. Мы выбрали подходящее время, поскольку по расчетам в конце апреля R достигает максимальной яркости порядка 6,5–7. Это значит, что и в этом месяце, и летом она будет достаточно яркой, чтобы можно было наблюдать ее в бинокль. Используйте приведенную карту, чтобы контролировать поведение R Boo в течение следующих нескольких недель, когда она начнет спуск к своему минимальному блеску 13.

Выше: поисковая карта для R Волопаса. (PDF)

Карта взята из атласа TUBA (Touring the Universe through Binoculars Atlas) Фила Харрингтона, значения звездных величин — у Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд.

Я надеюсь, вы насладились этим мимолетным взглядом на красочное весеннее небо. Если вы заинтересованы в получении дополнительной информации об углеродных звездах, а также хотите найти список 100 звезд, видимых в бинокль и небольшой телескоп, посетите домашнюю страничку программы наблюдений углеродных звезд Астрономической лиги. В программе перечислены 100 углеродных звезд, которыми мы можем насладиться.

Присоединяйтесь ко мне в следующем месяце, когда мы продолжим путешествие по бинокулярный Вселенной. Ну а до тех пор помните, что один глаз хорошо, а два — лучше.

Автор Phil Harrington
Адаптированный перевод с английского RealSky.ru

Публикуется с разрешения автора.

Сайт автора www.philharrington.net
Оригинал статьи на www.CloudyNights.com