Цефей

Он был глухонемым, этот высокий юноша с тонкими правильными чертами лица. Каждую звездную ночь он внимательно наблюдал одну из звезд созвездия Цефея, ту самую, которая в звездных каталогах обозначена буквой дельта. Иногда звезда казалась ярче обычного, иногда, наоборот, слабее. Не обман ли чувств эти странные колебания блеска?

Проходят дни, недели, и в конце концов всякие сомнения отпадают. Регулярно, с размеренностью хорошего часового механизма, дельта Цефея через каждые пять с четвертью суток достигает максимума блеска, плавно опускаясь затем до минимума.

Вычислен блеск звезды в разные моменты времени, построена кривая изменения блеска, свидетельствующая о периодическом "подмигивании" дельты Цефея. Сделано, в сущности, даже больше - открыт новый класс переменных звезд, "цефеид", названных так в честь главной представительницы этого класса.

Автор открытия - Джон Гудрайк, родом из Голландии, получивший образование в Англии. За год до открытия первой цефеиды в 1782 г. Королевское общество Великобритании присудило ему высшую награду - медаль Копли - за открытие переменности Алголя, одной из главных звезд в созвездии Персея. Этот талантливый молодой исследователь умер очень рано, в 1786 г., 21 года от роду. Но астрономы - счастливые люди. Следы их трудов связаны с самыми долговечными объектами, какие только может наблюдать человеческий глаз.

Если вы захотите сами убедиться в переменности дельты Цефея, вам в какой-то степени придется повторить работу Гудрайка. Впрочем, не пугайтесь: сделать это сравнительно легко. Поблизости от дельты Цефея видны звезды кси (3,6M), эпсилон (4,2M), и ню (4,5M). Будем сравнивать блеск переменной звезды с блеском этих постоянных "звезд сравнения". Допустим, что в момент наблюдения дельта Цефея явно слабее кси, но ярче эпсилон. Разделим мысленно интервал блеска между звездами сравнения на 10 равных частей и попробуем оценить, каково положение в этом интервале переменной звезды. Если, скажем, дельта Цефея во столько же раз слабее кси, во сколько раз ярче эпсилон, то оценку блеска надо записать так: кси5дельта5эпсилон. В другие моменты могут получиться иные оценки, например: кси3дельта7эпсилон или кси6дельта4эпсилон. Зная звездные величины кси и эпсилон, легко пропорциональным делением вычислить блеск переменной. Иногда дельта Цефея становится слабее эпсилон, и тогда звездами сравнения могут служить кси и ню или эпсилон и ню.

Сделав в течение двух-трех недель десяток оценок, построите график изменения блеска звезды дельта Цефея: по его горизонтальной оси отложите моменты времени, по вертикальной - видимый блеск. Чем больше будет сделано наблюдений, тем более явным станет периодический характер изменения блеска дельты Цефея.

Повторяем, что блеск дельты Цефея меняется удивительно ритмично. Период изменения ее блеска определен с очень большой точностью - 5,366341 суток. От периода к периоду характер колебания блеска практически не меняется, и поэтому для цефеид и других периодических переменных звезд астрономы строят сводную, или "среднюю" кривую, сводя все наблюдения к одному периоду.

Быстрый взлет блеска до 3,6M и сравнительно медленное его падение до 4,3M - такая картина характерна и для дельты Цефея и для похожих на нее других звезд, названных цефеидами. Наблюдения показывают, что вместе с блеском колеблются и другие физические характеристики дельты Цефея - ее цвет, температура, скорость по лучу зрения. Колеблется даже спектральный класс - в максимуме блеска дельта Цефея - звезда класса F5, в минимуме ее спектр характерен для звезд класса G2.

Нелегко было разобраться во всех этих сложных явлениях, но сейчас природа цефеид в общих чертах выяснена. Это - звезды-гиганты беловато-желтого цвета, у которых по каким-то не вполне пока понятным причинам внутреннее равновесие нарушено. Подобно сердцу они непрерывно пульсируют, меняя при этом и блеск и другие физические характеристики. Пульсации цефеид, как и всё в мире звезд, грандиозны. Их радиусы изменяются на миллионы километров, что в среднем, однако, составляет лишь около 5% средней величины радиуса звезды. Когда цефеида максимально сжата, температура ее поверхности становится наибольшей, и в этот момент звезда достигает максимума блеска. Наоборот, наибольшим размерам звезды соответствуют наименьшая ее температура и минимум блеска.

Странная картина наблюдалась бы на Земле, если бы наше Солнце было цефеидой. Но Солнце - желтый карлик, а цефеиды - желтые сверхгиганты, и в их физической природе мало общего.

В созвездии Цефея есть еще одна яркая цефеида - звезда бета этого созвездия. У нее очень короткий период изменения блеска - всего 0,19 суток, да и амплитуда весьма мала - 0,05M. Для невооруженного глаза она всегда кажется одинаково яркой, но очень чувствительные астрономические фотометры четко улавливают и такие ничтожные колебания блеска. Повторяются они столь же строго периодично, как и у дельты Цефея, но бета Цефея все же не типичная "классическая цефеида". Она входит в особый класс переменных звезд типа беты Большого Пса. Все они гораздо горячее обычных цефеид и являются горячими белыми гигантами.

На полпути между альфой и бетой Цефея, недалеко от прямой, соединяющей эти звезды, есть уникальная звезда, обозначенная буквой мю. Ее необыкновенный темно-красный цвет обратил на себя внимание еще Вильяма Гершеля, который назвал мю Цефея "гранатовой" звездой. Как прозрачная капелька крови, сияет в глубине небес это красное солнце - самая красная из всех ярких, доступных невооружейному глазу звезд. Цвет мю Цефея особенно хорошо заметен если в бинокль сначала посмотреть на белую звезду а Цефея, а затем сразу на "гранатовую" звезду. И здесь не обман зрения, не какие-то психофизиологические эффекты - нет, на самом деле это одна из самых холодных звезд, температура поверхности которой вряд ли превышает 2300К. "Гранатовая" звезда от Земли весьма далека - мы ее видим с "опозданием" почти в тысячу лет. Тем не менее мю Цефея - одна из тех немногочисленных звезд, у которых удалось непосредственно (с помощью интерферометра) измерить поперечник. По размерам мю Цефея - одна из величайших звезд, ее диаметр почти в 1500 раз больше солнечного.