Шаровые скопления и как их наблюдать

Краткая справка
Среди всего многообразия объектов далекого космоса шаровые скопления – одни из самых красивых и эффектных образований, доступных для наблюдений в любительские телескопы. Свое название шаровые скопления получили из-за своей сферической (в некоторых случаях эллипсоидальной) формы. Эти звездные шары состоят из сотен тысяч, а порой и миллионов древних звезд, преимущественно красных гигантов. Не так давно, проводя исследования шаровых скоплений, астрономы установили, что возраст некоторых из них составляет 15 миллиардов лет, что явно не укладывается в существующую до сих пор модель Вселенной, согласно которой её возраст оценивается в 13,7 млрд лет. Это открытие вызвало бурные дебаты среди ученых. Вполне очевидно, что дети не могут быть старше родителей. Позже возраст скоплений был серьезно пересмотрен и, согласно самым последним научным представлениям, он лежит в пределах 11 миллиардов лет. Как бы то ни было, каждый раз, наблюдая за шаровиками, помните, что вы наблюдаете образования почти столь же древние, как и сама Вселенная.
 

Шаровые скопления – симметричные образования, имеющие ярко выраженное ядро с большим количеством близко расположенных к друг другу звезд. Чем дальше от центра, тем меньше плотность звездного населения, и к границам скопления она постепенно сходит на нет.

 

Размеры шаровых скоплений в среднем 100–200 парсеков.
 

В нашей Галактике на данный момент насчитывается всего 189 шаровых скоплений, занесенных в различные каталоги. Тридцать процентов шаровиков сосредоточены в созвездии Стрелец, около центра «Млечного пути»

 

Шаровые скопления были обнаружены и в других галактиках, например, скопление G1 в галактике Андромеды (M31) доступно для наблюдения в любительские телескопы.

 

Что интересно, недавние исследования показали, что шаровики не обязательно должны быть связаны с галактиками. Так, астрономами были найдены блуждающие межгалактические скопления неподалеку от группы галактик, удаленной от нас на 400 миллионов световых лет. Несмотря на близость к галактикам, гравитационно эти скопления не связаны с ними и, по всей видимости, были из них вытеснены.

 

 

Необходимое оборудование

Наиболее яркие и интересные шаровые скопления доступны для наблюдения даже в бинокль. Выглядят они как лохматые шары с неоднородной яркостью, а стереоэффект и большое поле зрения бинокля придают наблюдениям особый шарм. Для таких наблюдений подойдет бинокль 10х50, который удачно сочетает удобство в использовании и приемлемую апертуру. Особняком стоят большие астрономические бинокли 20х80 и 20х100. Этим исполинам в хорошие ночи доступны десятки шаровых скоплений, некоторые из которых разрешаются на отдельные звезды.
 

Но недостаток биноклей — небольшое увеличение, поэтому основным инструментом для изучения шаровых скоплений является телескоп.

 

Так, телескоп с диаметром объектива 100–130 мм темными ночами показывает множество шаровых скоплений, наиболее яркие разрешаются на отдельные звезды. Следующая ступень: телескопы с объективом 200–-250 мм, оптимальные с точки зрения своих возможностей и массогабаритных характеристик – настоящая рабочая лошадка. С территории бывшего СССР (с учётом южных районов) этому телескопу теоретически доступно около 70–80 шаровиков. По сравнению с меньшими инструментами изображение объектов более яркое, детальное и эстетически приятное. Телескопы 350–450 мм позволяют рассматривать тусклые скопления из таких экзотических каталогов как Palomar и Terzan, а, казалось бы, уже привычные и знакомые шаровики просто поражают новыми подробностями и обилием звезд.

 

Применение специализированных Deep-SkyфильтровOIII и UHC при наблюдениях шаровых скоплений не улучшает изображение, а скорее ухудшает. В некоторых случаях, например, если вы наблюдаете в местности с небольшой засветкой, незначительно улучшить видимость звезд скопления могут широкополосные фильтры LPR и SkyGlow. В основном весь их эффект сводится к небольшому усилению контраста между скоплением и фоном неба, т.к. фильтр блокирует часть паразитного света от натриевых и ртутных уличных ламп.
 

 

Наблюдение шаровых скоплений
Где и когда наблюдать шаровые скопления

Пробежавшись по каталогам, нетрудно выяснить, что с территории России и стран СНГ могут быть замечены 99 шаровых скоплений (те, что ярче 13-й звёздной величины), и около 88 из них – на широте Москвы. В общем, не так уж и плохо, учитывая общее количество скоплений. Но многие из них поднимаются недостаточно высоко над горизонтом. Всего 25 шаровиков преодолевают отметку тридцать градусов на широте Москвы и 34 градуса в южных районах. Остальные объекты находятся не в лучших условиях для наблюдения, что автоматически повышает требования к телескопу, состоянию атмосферы и опыту наблюдателя. 

 

Некоторые жемчужины неба, например, 47 Тукана или Омега Центавра, доступны только из Южного полушария, однако и у наблюдателей Северного есть свои сокровища — М13 в Геркулесе и М5 в Змее.
 

Шаровые скопления доступны для наблюдений почти круглый год, однако наиболее благоприятное время года — лето, когда над горизонтом поднимаются созвездия Змееносец, Геркулес, Змея, Стрелец и Скорпион, в которых много красивых и ярких скоплений.
 

Весной есть интересные шаровики в созвездиях Гончие псы, Волосы Вероники и Волопас.

Осенью стоит подробно изучить шаровые скопления в Пегасе и Водолее. А вот зимой лучше заняться другими объектами, поскольку зимние созвездия почти полностью лишены этих древних образований, не считая M79 в Зайце.

Выбор объекта наблюдения, каталоги шаровых скоплений

Обычно любители астрономии начинают знакомство с объектами глубокого космоса с каталога Мессье. В каталоге указаны туманности, галактики и звездные скопления, доступные для наблюдения в скромные любительские телескопы. Несмотря на популярность этого списка, в каталоге представлена лишь малая часть по-настоящему красивых и интересных объектов. Так уж получилось, что многие объекты остались незамеченными Мессье и его современниками. Но с шаровыми скоплениями ситуация прямо противоположная. Список Мессье содержит 29 шаровиков, т.е. почти все наиболее яркие и красивые, поэтому путешествие по шаровым скоплениям надо обязательно начинать с каталога Мессье.
 

Насладившись видом лучших шаровиков из списка Мессье, можно перейти к каталогу NGC и составленному на его основе списку «Гершель-400», что добавит еще 35 объектов в ваш наблюдательный лист.
 

И, пожалуй, высший пилотаж – это наблюдение тусклых шаровых скоплений, включенных в упомянутые выше каталоги Palomar (Pal) и Terzan (Ter). Чтобы увидеть все 26 сложных объектов из этих каталогов, понадобится телескоп с объективом 500 мм и выше.

 

На первый взгляд шаровые скопления могут показаться похожими друг на друга, однако при детальном рассмотрении становится понятно, что в каждом из них есть своя изюминка. Одни имеют большую концентрацию в центре, другие настолько разрежены, что их можно спутать с рассеянными скоплениями.

 

Существует классификация шаровых скоплений, созданная Харлоу Шепли и Хелен Сойер, которую нередко можно встретить в различных каталогах и литературе при описании скоплений. По классификации Шепли-Сойер все шаровики разделены на 12 классов по степени убывания их концентрации. Мы не будем подробно на ней останавливаться, поскольку в любительской практике она не нашла применения.

 

Количество видимых деталей в шаровых скоплениях и разрешение их на отдельные звезды зависит от нескольких факторов. Конечно, диаметр объектива телескопа играет одну их ключевых ролей, однако не менее важна и удаленность скопления. Как правило, самые эффектные шаровики, которые можно разделить на отдельные звезды в среднестатистический любительский телескоп — это самые яркие, большие (видимый размер 20’-30') и самые близкие к нам.

 

Как наблюдать шаровые скопления
Приступая к наблюдению шарового скопления, начните с низкого увеличения. Возьмите самый длиннофокусный и широкоугольный окуляр в вашей коллекции и отыщите объект. Как правило, при низком увеличении шаровик выглядит как раздутая звезда или круглое облако света, напоминающее лишенную хвоста комету. Не меняя увеличения, внимательно осмотрите объект и его окрестности – нередко вид шаровика в окружении множества сверкающих звёзд просто великолепен. Затем начинайте поднимать увеличение, доведя его до среднего значения, при котором зачастую становятся заметно искрение по краям, неравномерность яркости и некоторые другие характерные особенности. Если до этого у вас были сомнения, что вы нашли именно то, что искали, теперь они должны полностью развеяться. Не стесняйтесь экспериментировать с увеличением, выбирайте то, которое способно показать объект с максимальным количеством деталей. Многие шаровые скопления весьма отзывчивы на большие увеличения, которые позволяют разделить наиболее яркие из них на отдельные звезды, а также в подробностях разглядеть строение шаровиков.
 

 

На что стоит обращать внимание при наблюдении шаровых скоплений? 

На низком и среднем увеличении осмотрите объект, обратите внимание на его размер, форму (круглая, овальная и т.д.) и неравномерность яркости. Уделите внимание краям скопления, посмотрите, искрятся ли они, разрешаются ли на отдельные звезды.
 

На большом увеличении обратите внимание, удалось или нет полностью разбить шаровик на отдельные звезды. Если нет, то какая его часть осталось не разрешенной? В телескоп с диаметром объектива выше 200 мм многие наблюдатели отмечают наличие звездных цепочек, внешне напоминающих щупальца краба, а также обнаруживают темные прожилки в центральной части скопления. Видите ли вы что-то подобное? 
 

 

10 самых красивых шаровых скоплений 
 

М2 (NGC 7089) Водолей. V= 6,6 magD=16' Класс=II Время наблюдения — осень

Телескоп 60 мм — яркий, плотный туманный шар.

В 110 мм распадается по краям на отдельные звезды.

200 мм – видно большое яркое ядро, лохматые искрящиеся края, на хорошем небе шаровик разрешается на отдельные звезды почти до центра.

300 мм – без труда видно сотни звезд, выбросы в виде рукавов, исходящие из центральной части, скопление немного вытянуто с севера на юг.






 

 

M3 (NGC 5272) Гончие псы. V=6,3 magD=18' Класс=VI Время наблюдения — весна

60 мм — отчетливое туманное пятно, наблюдается постепенное понижение яркости от центра к краю.

110 мм – становятся заметны отдельные звезды по краям.

200 мм — разрешается почти до центра, заметны звездные тропинки в виде лучей.

300 мм – заметно, что западный край более беден звездами, центр скопления немного смещен к восточной стороне, видны две яркие звезды в центре ядра. 






 

 

M 4 (NGC 6121) Скорпион. V=5,4 magD=36' Класс=IX Время наблюдения — лето

60 мм — обширное, слабо концентрированное свечение.

110 мм — на хорошем, темном небе в южных районах страны видна светлая полоса, делящая шар на две части.

200 мм – при небольшом увеличении показывает частичное разрешение на звезды, увеличение 250х разрешает шаровик почти до центра.

300 мм – заметны звездные переулки и темные прожилки.

 

M5 (NGC 5904) Змея. V=5,7magD=23' Класс=V Время наблюдения — весна, лето

60 мм — бросается в глаза яркое ядро, окружённое туманным искрящимся гало.

110 мм — круглый шар, по краям распадается на отдельные звезды, очень плотное ядро, занимающее примерно 10% площади.

200 мм – разрешается до ядра, на фоне которого видны звезды, наблюдаются ответвления от звезд.

300 мм — похоже на богатое рассеянное скопление, гранулированное ядро, множество звездных ответвлений. 






 

 

M10 (NGC 6254) Змееносец. V=6,6 magD=20' Класс=VII Время наблюдения — лето

60 мм — выглядит как мохнатый шар.

110 мм телескоп показывает искрящиеся края и фрагментарное разрешение на звезды.

200 мм — при небольшом увеличении выглядит как плотно сбитое скопление. Искрящее ядро, на фоне которого без труда выделяются отдельные звезды, ядро окутано ореолом из мелких звезд. При 150х скопление почти полностью разрешается на звезды, в южной части наблюдается выброс из звезд.

300 мм – становится видно два спиральных рукава из звезд, как бы раскручивающиеся против часовой стрелки. 


 

 

M12 (NGC 6218) Змееносец. V=6,1magD=16' Класс=IX Время наблюдения — лето

60 мм — братья-близнецы с M10, внешне почти одинаковые.

110 мм — по всей поверхности шаровика видны одиночно разбросанные звезды.

200 мм телескоп кардинально меняет вид скопления, делая его похожим на звездный остров. Форма не шаровидная, а скорее квадратная или ромбовидная. По всей площади шаровика видно множество звезд, погруженных в туманную вуаль, в западной части наблюдаются звездные ответвления.

300 мм — похоже на рассеянное скопление с небольшой концентрацией в центре, южнее ядра четко выделяется группа из десяти или больше звезд.

 

M13 (NGC 6205) Геркулес. V=5,8magD=20' Класс=V Время наблюдения — лето

60 мм — круглый шар между двумя звездами 7-й величины, при увеличении 80–120х выглядит как неоднородная масса, переливающаяся сверкающими искрами.

110 мм — при увеличении 150х разрешается почти до центра, заметны отдельные звездные рукава. 200 мм — полное разрешение на звезды при увеличении 200х, заметен так называемый «пропеллер», т.е. потемнение в виде буквы Y.

300 мм — множество ответвлений, изогнутых в западном направлении, напоминает краба. 


 

 

M15 (NGC 7078) Пегас. V=6,3 magD=18' Класс=IV Время наблюдения — осень

60 мм — при увеличении 20х довольно яркое, круглое, маленькое ядро, окутанное туманом.

В 110 мм телескоп на низком увеличении гало скопления выглядит пятнистым, на больших увеличениях скопление овальное, по краям разрешается на отдельные звезды.

200 мм – частично разделяется на отдельные звезды при 250х.

300 мм — маленькое ядро, окруженное массой звезд. 





 

 

M 22 (NGC 6656) Стрелец. V=5,2 magD=32' Класс=VII Время наблюдения — лето

60 мм — при увеличении 70х выглядит как огромный «хлопковый шар», немного вытянуто в северо-восточном и юго-западном направлениях,

110 мм — на темном небе разрешается на звезды почти по всей поверхности, туманное ядро, видны темные прожилки и звездные выбросы.

200 мм — масса деталей, на фоне ядра дюжина ярких звезд.

300 мм — множество ответвлений, преимущественно в южном и восточном направлениях. 






 

 

M 92 (NGC 6341) Геркулес. V=6,5 magD=14' Класс=IV Время наблюдения — лето

60 мм — туманное пятно, большая концентрация звезд в центре, боковым зрением заметно легкое искрение.

110 мм — при увеличении 120х немного овальное, по краям уверенно разрешается на отдельные звезды, очень яркое ядро.

200 мм — плотное ядро окружено легким туманом, на фоне которого сотни звезд.

300 мм — 10 ярких звезд в восточной части скопления, ядро смещено в северном направлении, скопление похоже на М13, но более плотное.







Источники фотографий  www.nasaimages.org и http://sdss.org/
Зарисовка Jeremy Perez http://www.perezmedia.net/beltofvenus/

Автор Роман Бакай. 2012 год

Роман является основателем и шеф-редактором сайта RealSky.ru,
где он пишет о практической любительской астрономии, дает советы новичкам
на форуме и ведет личный блог.
Так же, Роман основал компанию R-Sky по производству оборудования необходимого для каждого любителя астрономии.