Цифровой журнал «Компьютерра» № 207 - Коллектив Авторов

Компьютерра

06.01.2014 - 12.01.2014

Колонка

Цвет Сириуса: первая легенда ярчайшей звезды ночного неба

Дмитрий Вибе

Опубликовано 12 января 2014

Зима в наших широтах — время, когда мы можем наблюдать ярчайшую звезду ночного неба, Сириус, альфу Большого Пса. Она заметно превосходит по видимому блеску остальные звёзды, особенно видимые из северного полушария. Звёздная величина Сириуса равна -1.47m, а следующая по яркости северная звезда, Арктур, имеет величину всего -0,04m, что соответствует разнице блеска больше чем в 3,5 раза. Не удивительно, что в мировоззрении различных народов Сириус часто занимал особое место и уж как минимум не оставался незамеченным.

Сейчас мы знаем, что яркость Сириуса является следствием его близости к Солнцу. Сам по себе он является звездой не то чтобы заурядной, но и не особо выдающейся. Находись он с Арктуром на одном и том же расстоянии, уже Арктур казался бы почти в пять раз более ярким. Тем не менее у Сириуса немало примечательных черт, одной из которых является его спутник — объект с весьма необычными свойствами. Он очень тусклый (звёздная величина — 8,50какое-тоm, что соответствует различию светимостей на четыре порядка), но по массе уступает Сириусу всего в два раза, так что называть его спутником можно лишь с долей условности: на самом деле он и Сириус вращаются вокруг общего центра тяжести. Теперь подобные объекты считаются конечным продуктом эволюции звёзд, недостаточно массивных, чтобы в конце жизни вспыхнуть как сверхновая. На заключительном этапе такая звезда время существует в виде яркого красного гиганта, а затем сбрасывает с себя оболочку, оставляя постепенно остывающее ядро, которые мы называем белым карликом.

Спутник Сириуса — Сириус B — является именно белым карликом. Это означает, что некоторое время назад в систему Сириуса входило две нормальных звезды, причём та, что стала Сириусом B, была массивнее Сириуса, и потому её эволюция закончилась быстрее. Ничего особо экзотического в этой истории нет: похожей структурой, например, обладает система соседа Сириуса по небу, Проциона (Малый Пёс). Но в случае Сириуса банальная история звёздной пары обросла легендами, равными которым не может похвастаться ни одна друга звезда. Что, впрочем, объяснимо: Сириус является ярчайшим постоянно присутствующим объектом звёздного неба. Основные легенды таковы: 1) Сириус раньше был красным; 2) о Сириусе B неведомым образом знало африканское племя догонов. В этой колонке я немного напомню о красном Сириусе, а в следующей — о догонах.

О красном Сириусе написано очень много, но особо следует рекомендовать две статьи Роджера Чераджиоли (Ceragioli) — 1995 и 1996 годов. Этой же проблематике посвящена третья глава книги «Sirius Matters» Ноя Броша.

Говоря о красноте Сириуса, ссылаются главным образом на астронома Птолемея, который в «Альмагесте» назвал Сириус красноватым, и на философа Сенеку, считавшего цвет этой звезды более выразительным, чем цвет Марса. При желании намёки на окрашенность Сириуса можно найти и у некоторых других античных авторов. В новой Европе эту странность первым отметил профессор теологии из Лёвенского университета Либер Фруамон, в 1632 году удивлённо прокомментировавший соответствующее высказывание Сенеки: «Да видел ли ты когда-нибудь Сириус, Сенека?!» В 1760 году более серьёзного отношения к себе окраска Сириуса заслужила в статье английского учёного Томаса Баркера. Статья посвящена изменениям в свойствах звёзд, и Сириус упомянут Баркером в качестве примера звезды, переменившей цвет на протяжении пары тысячелетий.

С тех пор отношение к некогда существовавшей красноте Сириуса колебалось от серьёзного до насмешливого, но к консенсусу так и не пришло. Проблема состоит ещё и в том, что греческие и римские источники, в которых Сириус называют красным, как будто заслуживают доверия, однако в современных им китайских и персидских источниках он описывается как голубовато-белая звезда, то есть такая же, как сейчас.

Несмотря на это расхождение, красноте Сириуса неоднократно пытались подыскать астрофизическое объяснение, считая её реальным явлением. На рубеже XIX–XX веков реалистичным казалось изменение цвета самого Сириуса, поскольку оно вписывалось в тогдашнее представление о звёздной эволюции. Согласно этому представлению, звезда светит за счёт энергии, выделяющейся при гравитационном сжатии. По мере сжатия она разогревается и из красной вполне может превратиться в белую, перейдя из области красных гигантов на главную последовательность. Однако эта теория, как мы теперь знаем, несостоятельна. И тут, конечно, приходит на ум спутник Сириуса — белый карлик. Сам Сириус пока не был красным гигантом, но, может быть, Птолемей, Сенека и их современники видели Сириус B в эпоху его последнего расцвета? Это тоже вряд ли: красный гигант не просто одномоментно превращается в белый карлик; этот переход сопровождается сбросом части вещества и образованием планетарной туманности. Все попытки найти возле Сириуса хоть какие-то следы этого процесса успехом не увенчались. Да и температура Сириуса B соответствует возрасту белого карлика 10–100 млн лет. 

Остаётся предположить, что Сириус по каким-то причинам казался красным. Джон Гершель в XIX веке высказал предположение, что между нами и Сириусом в начале первого тысячелетия находилось небольшое межзвёздное пылевое облачко. Однако это объяснение не проходит: облачко не только сделало бы излучение звезды красным, но и существенно ослабило бы его. Например, количество пыли, необходимое, чтобы сделать Сириус таким же красным, как Альдебаран, ослабило бы его до третьей звёздной величины. Вряд ли столь тусклая звёздочка привлекла бы к себе внимание древних наблюдателей. Между тем Сириус независимо от цвета всеми авторами уверенно именуется самой яркой звездой на небе.

Сейчас красноту Сириуса чаще всего объясняют тем, что он преимущественно привлекал к себе внимание на восходе, вблизи горизонта, когда на его цвет сильно влияла земная атмосфера, хотя это объяснение тоже не лишено недостатков. Основной из них — тот же, что для объяснения цвета звезды межзвёздным поглощением: делая Сириус красным, атмосфера одновременно делала бы его тусклым. Конечно, древнеегипетский жрец, ожидавший появления Сириуса как признака приближающегося разлива Нила, замечал его, несмотря на тусклость, однако человеческий глаз способен различать цвета лишь самых ярких звёзд. При «обычном» состоянии атмосферы в тот момент, когда Сириус становится достаточно ярким для этого, он имеет жёлтый, а не красный цвет. Дуглас Уиттет в 1999 году предположил, что в сухой местности возможны ситуации, когда Сириус может покраснеть до уровня Бетельгейзе, Альдебарана, Арктура и других ярких красных звёзд, оставаясь сравнимым с ними по яркости. Правда, сам Птолемей вёл наблюдения на побережье Средиземного моря, но «Альмагест» представляет собой компилятивный труд. Что если часть, касающуюся красного Сириуса, Птолемей почерпнул в другом источнике, точнее, у наблюдателя из более засушливой местности? На такую возможность указывает и тот факт, что в другом своём сочинении, «Тетрабиблосе», Птолемей среди красных звёзд Сириуса не упоминает. Свидетельством в пользу «атмосферного» объяснения Чераджиоли называет упоминаемую некоторыми авторами переменчивость цвета Сириуса, что также указывает на наблюдения вблизи горизонта. Сторонникам атмосферного объяснения возражают, что ни другие яркие белые звёзды (например, Канопус, который виден из Египта), ни планеты таких воспоминаний о себе не оставили. Но Сириус ведь был на особом положении!

Надо признать, что у профессиональных астрономов эта проблема вообще особой озабоченности не вызывает. Хотя время от времени (с интервалом во многие годы) в научной литературе и появляются попытки или призывы изменить теорию звёздной эволюции, чтобы вписать в неё красный Сириус, предположу, что большинство моих коллег об этой проблеме не задумываются, а то и просто не знают о ней. В конце концов, то, что в популярной литературе звучит как «Античные авторы считали Сириус красным», на практике сводится к двум ультракоротким цитатам из Птолемея и Сенеки да к трём–четырём ещё менее внятным намёкам, которые допускают иное толкование.

К оглавлению

Пепел Эсхила стучит в сердце Перельмана

Сергей Голубицкий

Опубликовано 11 января 2014

Первую киносубботу 2014 года посвящаю сериалу «Пепел», яростно освистанному отечественными зрителями, однако оттого не переставшему быть маленьким шедевром кинематографии.