Какая звезда самая яркая на ночном небе, как она называется и где находится

Звезды, которые мы наблюдаем на ночном небе невооруженным глазом, находятся на разных расстояниях от Земли. Некоторые расположены всего в нескольких десятках световых лет и даже ближе, другие же удалены от нас на сотни тысяч световых лет. Но расстояние для астрономов — не помеха, они научились вычислять яркость даже столь далеких светил. Какие звезды самые яркие и как их найти?

Самая яркая звезда, видимая с Земли

Когда-то человечество сделало поразительное открытие: Солнце и звезды — это один и тот же тип небесных тел. Разница лишь в том, что Солнце находится совсем рядом, а остальные звезды — очень далеко, поэтому кажутся тусклыми.

Солнце — ближайшая к нам звезда и самая яркая из всех, что мы можем наблюдать. Оно настолько доминирует в Солнечной системе, что составляет 99,86% всей ее массы.

Часто можно услышать, что Солнце — «средняя звезда». Но это не совсем справедливо. Да, Солнце не рекордсмен по размерам, но подавляющее большинство звезд во Вселенной — крошечные красные карлики, гораздо меньше него. Если учитывать массу и яркость, Солнце входит в верхние 10% звезд Галактики. А в пределах Солнечной системы оно безусловный лидер: ярче и массивнее всего остального вещества вместе взятого.

Quanta MagazineСолнце в октябре 2017 года. Снимок, сделанный обсерваторией Solar Dynamics (NASA)

Солнце — это гигантский раскаленный шар водорода. Его диаметр — около 1,4 млн километров. Внутри него поместилось бы свыше 1,3 млн планет размером с Землю. Его масса — около 1,989 × 10³⁰ кг, то есть порядка двух октиллионов тонн.

Основные характеристики Солнца:

• Тип звезды: желтый карлик, спектральный класс G2V

• Диаметр: около 1,4 млн километров (в 109 раз больше диаметра Земли)

• Масса: примерно 1,989 × 10³⁰ кг (в 333000 раз больше массы Земли)

• Температура поверхности: около 5770 K (≈ 5500 °C); в ядре — до 15 млн K

• Расстояние до Земли: в среднем 149,6 млн километров (1 астрономическая единица)

• Возраст: примерно 4,6 млрд лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: около 10 млрд лет (Солнце сейчас находится примерно на середине этого пути)

Именно из-за своей близости Солнце кажется нам гигантским и ослепительно ярким. Для сравнения: вторая ближайшая к нам звезда — Проксима Центавра — находится на расстоянии более четырех световых лет, и ее свет уже практически не различить невооруженным глазом.

Что такое светимость

Можно измерить видимую яркость звезды в телескоп, а зная расстояние — вычислить, сколько энергии она на самом деле излучает. Это называется светимостью. Слабый источник может казаться ярким, если он близко, и наоборот — далекий, но очень мощный, выглядеть тусклым. Учет расстояния позволяет определить истинную мощность излучения.

Светимость зависит от температуры и размера звезды. Если две звезды одинаковы по размеру, ярче будет горячая. Если одинаковы по температуре — ярче окажется большая. Зная температуру, светимость и расстояние, можно лучше понять природу самой звезды.

Сто лет назад астрономы Эйнар Герцшпрунг и Генри Норрис Рассел построили график зависимости светимости от температуры поверхности и обнаружили закономерность. Так появилась диаграмма Герцшпрунга-Рассела. На ней яркие звезды расположены вверху, тусклые — внизу; горячие голубые — слева, холодные красные — справа.

ElementyДиаграмма Герцшпрунга–Рассела: распределение звезд по температуре, светимости и стадиям эволюции (с положением Солнца)

Со временем стало ясно: диаграмма показывает жизненные стадии звезд. Большинство расположено на диагонали — главной последовательности. Там находятся светила, в ядрах которых водород превращается в гелий. Чем массивнее звезда, тем быстрее идет синтез и выше температура. Поэтому массивные звезды располагаются в левом верхнем углу, маломассивные — в правом нижнем. Солнце находится примерно посередине.

Другие группы: внизу слева — белые карлики, маленькие, но горячие остатки звезд вроде Солнца. Вверху справа — красные гиганты и сверхгиганты, огромные и яркие, но холодные. В левом верхнем углу — голубые сверхгиганты, редкие и короткоживущие.

Суть в том, что звезды со временем смещаются по диаграмме. При этом у массивных и маломассивных путь разный. Поэтому по положению звезды можно понять, на каком этапе ее жизнь сейчас.

Самые яркие звезды в ночном небе

Ученые измеряют яркость звезд с помощью звездной величины — специальной шкалы, где чем меньше число, тем ярче объект. На то, как мы видим звезду, влияет не только ее истинная светимость, но и расстояние до Земли, температура поверхности и стадия жизни. Поэтому ближайшая и не очень мощная звезда может затмить далекое, но куда более мощное светило.

Ниже — список звезд, которые считаются самыми яркими на нашем небе.

1. Сириус

Сириус — самая яркая звезда ночного неба. Его видно почти из любой точки Земли, и ярче на небе светят только Солнце, Луна, пара планет и МКС. Название происходит от греческого слова «сияющий» — и это точное описание: Сириус излучает примерно в 25 раз больше света, чем Солнце, а расстояние до него всего 8,6 светового года.

На самом деле это двойная система. Яркий Сириус A — бело-голубая звезда главной последовательности спектрального класса A1V. Его спутник Сириус B — белый карлик, крошечный, но очень плотный звездный остаток. По массе он почти равен Солнцу, но в 100 раз меньше по размеру и в миллион раз плотнее. Его диаметр всего 12000 км — чуть больше размеров Земли. Невооруженным глазом его не увидеть: сияние Сириуса A полностью затмевает тусклого соседа.

NASAХудожественная иллюстрация звездной системы Сириуса. Слева — яркий бело-голубой Сириус A, справа — крошечный, но очень горячий белый карлик Сириус B. Для сравнения рядом показано положение Солнца. На фоне — яркие звезды Летнего треугольника: Альтаир, Денеб и Вега

Древние египтяне строили календарь по восходу Сириуса — он совпадал с разливом Нила. У греков Сириус ассоциировался с «собачьими днями» — самыми жаркими днями лета. Астрономы же ценят Сириус как ближайшую систему с белым карликом: на его примере удобно изучать эволюцию звезд.

Есть и загадка: некоторые античные источники описывают Сириус как красный, хотя сегодня он бело-голубой. Современного убедительного объяснения этому расхождению нет — возможно, древние наблюдали сквозь густую атмосферу или путали Сириус с другим объектом.

На диаграмме Герцшпрунга-Рассела Сириус А находится выше и левее Солнца — он ярче и горячее. Рядом с ним располагается Вега. Сириус B же расположен ниже Солнца: он тусклый, но очень горячий.

Характеристики Сириуса A:

• Тип звезды: бело-голубая звезда главной последовательности (A1V)

• Диаметр: около 2,4 млн км (в ~1,7 раза больше Солнца)

• Масса: примерно в 2,1 раза больше солнечной

• Температура поверхности: около 9940 K (~9670 °C)

• Светимость: в 25 раз больше солнечной

• Расстояние до Земли: ~8,6 светового года

• Возраст: примерно 200–300 млн лет (значительно моложе Солнца)

• Ожидаемая продолжительность жизни: около 1–2 млрд лет (горит быстрее, чем Солнце)

Характеристики Сириуса B:

• Тип звезды: белый карлик

• Масса: ~98% солнечной

• Радиус: ~0,0084 солнечного

• Диаметр: ~12000 км (чуть больше Земли)

• Плотность: в миллион раз выше плотности Солнца

• Температура поверхности: около 25000 K

• Период обращения вокруг Сириуса A: ~50 лет

Теперь — как найти Сириус на небе. Это одна из самых простых звезд для наблюдения: она ярче всех и находится рядом с созвездием Ориона. Проведите мысленную линию через пояс Ориона вниз и влево — она укажет прямо на Сириус.

ResearchGateПоложение Сириуса на небе относительно Пояса Ориона, Бетельгейзе и Проциона

Есть и другой способ — использовать астеризм «Зимний треугольник». Он образован тремя яркими звездами: Сириусом, Бетельгейзе из Ориона и Проционом из Малого Пса. Самая яркая из трех — Сириус.

2. Канопус

Канопус — вторая по яркости звезда на ночном небе после Сириуса. Она сияет в созвездии Киля (Carina), которое когда-то входило в огромное созвездие Корабль Арго. В XVIII веке его разделили на три части — Киль, Корма и Паруса. В северном полушарии Канопус почти не виден: наблюдать его можно только из южных широт.

Древние греки назвали звезду в честь кормчего (штурмана) Менелая, Канопуса, погибшего в Египте от укуса змеи. Египтяне и вавилоняне тоже знали ее и использовали как ориентир. Сегодня Канопус продолжает выполнять ту же роль — по нему до сих пор настраивают ориентацию космических аппаратов. Например, по Канопусу ориентировался Mariner 10 по пути к Меркурию.

На диаграмме Герцшпрунга–Рассела Канопус находится в верхней части справа — среди желто-белых сверхгигантов. Это огромная и очень яркая звезда, но холоднее голубых светил.

Основные характеристики:

• Тип звезды: желто-белый сверхгигант, спектральный класс A9 II

• Диаметр: около 71 солнечного (~99 млн км)

• Масса: ~8–9 солнечных

• Температура поверхности: около 7100 K (≈ 6825 °C)

• Светимость: ~10000 солнечных

• Расстояние до Земли: ~310 световых лет

• Возраст: ~25 млн лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: всего ~30-40 миллионов лет (звезда быстро эволюционирует)

Сегодня Канопус также хорошо известен любителям фантастики: вокруг него во вселенной Фрэнка Герберта вращается планета Арракис из «Дюны».

NASAКанопус — вторая по яркости звезда ночного неба. Снимок сделан астронавтом Дональдом Петтитом (экспедиция NASA ISS-6) с борта Международной космической станцииКанопус — вторая по яркости звезда ночного неба. Снимок сделан астронавтом Дональдом Петтитом (экспедиция NASA ISS-6) с борта Международной космической станции

3. Арктур

Арктур — яркий красный гигант и главная звезда созвездия Волопаса. Это четвертая по яркости звезда на ночном небе и самая яркая на северном полушарии. Название происходит от греческого Arktouros — «страж медведицы»: звезда находится рядом с хвостом Большой Медведицы.

Как выглядит созвездие Большой Медведицы, сколько в нем звезд и как его найти

Арктур интересен астрономам еще и потому, что он находится всего в 37 световых годах от Земли — для красного гиганта это очень близко. Благодаря этому ученые могут подробно наблюдать, как звезда переживает одну из последних стадий жизни. Наблюдая за ним, можно представить, каким станет наше Солнце через несколько миллиардов лет. Еще одна загадка Арктура — слабые следы рентгеновского излучения, которые намекают, что даже у очень старых звезд может сохраняться скрытая корона горячего газа.

На диаграмме Герцшпрунга–Рассела Арктур находится справа вверху, среди красных гигантов. Это звезда на поздней стадии жизни: водород в ее ядре уже выгорел, теперь идут реакции с более тяжелыми элементами.

Основные характеристики:

• Тип звезды: красный гигант, спектральный класс K1.5 III

• Диаметр: около 25 солнечных (~35 млн км)

• Масса: ~1,1 солнечной

• Температура поверхности: ~4300 K (≈ 4025 °C)

• Светимость: ~170 солнечных

• Расстояние до Земли: ~37 световых лет

• Возраст: ~7 млрд лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: всего несколько миллиардов лет как красный гигант, затем Арктур превратится в белый карлик

Earth SkyАрктур легко найти: просто продолжите дугу ручки Большой Медведицы

Арктур тоже полюбился фантастам. В романе Дэвида Линдсея «Путешествие на Арктур» (1920) действие происходит на вымышленной планете у этой звезды. Арктур и его планеты встречаются и у Азимова, и в «Докторе Кто», и в «Стартреке».

4. Вега

Вега — яркая голубовато-белая звезда в созвездии Лиры, всего в 25 световых годах от Земли. Она входит в известный астеризм «Летний треугольник» вместе с Денебом и Альтаиром и считается одной из самых изученных звезд неба.

Несмотря на молодость — около 450 млн лет, то есть почти в десять раз моложе Солнца, — Вега уже стала ключевым объектом для астрономов. Наблюдая за ней, можно лучше понять, как формируются молодые планетные системы.

Интересно, что из-за прецессии земной оси — медленного покачивания оси вращения Земли с периодом около 26000 лет — Вега уже была Полярной звездой около 14000 лет назад и снова станет ею примерно через 12000 лет.

Она оставила след и в истории науки: в 1850 году Вега стала первой звездой (после Солнца), которую сфотографировали — на дагерротипе в Гарвардской обсерватории, — а в 1872-м ее свет впервые разложили на спектр. Сегодня мы знаем, что Вега вращается с огромной скоростью — делает оборот всего за 12,5 часа. Из-за этого ее форма слегка сплюснута, а полюса горячее экватора на тысячи градусов.

NASAВега и окружающие звезды в созвездии Лиры, вид через телескоп

На диаграмме Герцшпрунга–Рассела Вега находится слева вверху, среди горячих и ярких бело-голубых звезд.

Основные характеристики:

• Тип звезды: бело-голубой карлик, спектральный класс A0 V

• Диаметр: ~2,3 солнечных (~3,2 млн км)

• Масса: ~2,1 солнечной

• Температура поверхности: ~9600 K (≈ 9 325 °C)

• Светимость: ~40 солнечных

• Расстояние до Земли: ~25 световых лет

• Возраст: ~450 млн лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: ~1 млрд лет (сильно меньше солнечной из-за высокой температуры и скорости сгорания водорода)

Самая яркая звезда во Вселенной

Казалось бы, формула проста: чем массивнее звезда, тем она ярче. Но все не так очевидно.

Например, звезды с массой около 10 солнечных имеют температуру поверхности порядка 25000 K. В системе Бета Центавра их сразу две: каждая светит примерно в 20000 раз мощнее Солнца, хотя по размеру всего в 13 раз больше. Но срок жизни у таких светил — всего около 20 млн лет. Целые поколения голубых гигантов успевают погаснуть за то время, пока Солнце делает один оборот вокруг центра Галактики.

ESOИллюстрация сравнения размеров звезд: от крошечных красных карликов (≈0,1 массы Солнца) и желтых карликов вроде Солнца до массивных голубых звезд и гиганта R136a1 с массой около 300 солнечных

А самой яркой из известных на сегодня остается R136a1 — настоящий звездный монстр. 

Ее масса около 315 масс Солнца, светимость почти в 9 млн раз выше солнечной, а радиус — всего в 30 раз больше солнечного.

Основные характеристики R136a1:

• Тип звезды: голубой гипергигант, спектральный класс WNh

• Диаметр: ~30 солнечных (~42 млн км)

• Масса: ~315 солнечных

• Температура поверхности: ~53000 K (≈ 52 700 °C)

• Светимость: почти 9000000 солнечных

• Расстояние до Земли: ~163000 световых лет

• Возраст: всего несколько миллионов лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: 2–3 млн лет (очень короткий срок по космическим меркам)

R136a1 едва удерживается собственной гравитацией и каждую секунду теряет через звездный ветер сотни миллиардов тонн вещества. Ее яркость настолько велика, что давление излучения буквально разгоняет окружающий газ, мешая звезде набирать еще больше массы.

Такие объекты почти нарушают законы звездообразования. Считается, что предел массы звезды — примерно 150 солнечных, а R136a1 этот порог явно перешла. Вероятно, она возникла при слиянии нескольких массивных звезд в плотной области звездообразования. Сейчас R136a1 сжигает водород в ядре с колоссальной скоростью — это редкая и очень короткоживущая звезда.

Самые яркие звезды в созвездиях

Созвездие Скорпиона

Самая яркая звезда в созвездии Скорпиона — Антарес. Ее название переводится как «соперник Марса» — из-за ярко-красного оттенка, заметного невооруженным глазом. Антарес — красный сверхгигант на последней стадии жизни. Он настолько огромен, что если бы оказался на месте Солнца, то поглотил бы орбиту Марса.

Все о Марсе: есть ли жизнь, сколько лететь и почему называют Красной планетой

BBC Sky At Night MagazineСозвездие Скорпиона с выделенной звездой Антарес — самой яркой в этой области неба

Характеристики Антареса:

• Тип звезды: красный сверхгигант, спектральный класс M1.5 Iab-Ib

• Диаметр: ~680 солнечных (~945 млн км)

• Масса: ~12 солнечных

• Температура поверхности: ~3500 K (≈ 3225 °C)

• Светимость: ~60000 солнечных

• Расстояние до Земли: ~550 световых лет

• Возраст: ~11 млн лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: несколько миллионов лет, завершится взрывом сверхновой

Как найти: Созвездие Скорпиона лучше всего видно летом низко над южным горизонтом. Антарес сразу бросается в глаза — это яркая красная звезда в центре «тела» скорпиона.

Созвездие Лебедя

Главная звезда Лебедя — Денеб (α Cygni). Она образует хвост небесного лебедя и одновременно входит в два заметных астеризма — «Летний треугольник» и «Северный крест». Хотя на фоне Веги и Альтаира Денеб кажется менее ярким, на самом деле он гораздо мощнее — просто находится на огромном расстоянии, около 2600 световых лет от нас.

Это бело-голубой сверхгигант, одна из самых светящихся известных звезд: его энергия в сотни тысяч раз превышает солнечную. Масса Денеба примерно в 20 раз больше солнечной, а радиус — больше чем в 200 раз. Из-за прецессии земной оси положение звезд постепенно меняется: примерно к 9800 году северный небесный полюс окажется рядом с Денебом, и он станет одной из полярных звезд.

Pete LawrenceДенеб как часть астеризмов «Летний треугольник» и «Северный крест»

Характеристики Денеба:

• Тип звезды: голубой сверхгигант, спектральный класс A2 Ia

• Диаметр: ~200 солнечных (~280 млн км)

• Масса: ~20 солнечных

• Температура поверхности: ~8500 K (≈ 8 225 °C)

• Светимость: ~200000 солнечных

• Расстояние до Земли: ~2600 световых лет

• Возраст: ~10 млн лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: десятки миллионов лет (намного меньше, чем у Солнца)

Как найти: созвездие Лебедя напоминает крест или парящий самолет. Денеб — это хвост, самая яркая точка фигуры.

Созвездие Близнецов

Созвездие Близнецов легко узнать по двум ярким «головам» мифологических братьев — Кастора и Поллукса. Это зимнее и весеннее созвездие северного неба, расположенное рядом с Орионом.

Поллукс ярче и заметнее, с легким золотистым оттенком. Кастор — напротив, сложная система из шести звезд, которую невооруженный глаз видит как одну.

Pete LawrenceКарта созвездия Близнецов с главными звездами Кастором и Поллуксом

Основные характеристики Поллукса:

• Тип звезды: оранжевый гигант, спектральный класс K0 III

• Диаметр: ~9 солнечных (~12,5 млн км)

• Масса: ~1,9 солнечной

• Температура поверхности: ~4800 K (≈ 4525 °C)

• Светимость: ~43 солнечных

• Расстояние до Земли: ~34 световых года

• Возраст: ~750 млн лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: несколько сотен млн лет как гигант, затем белый карлик

Основные характеристики Кастора (система):

• Тип звезды: многократная система (главный компонент — спектральный класс A1 V)

• Диаметр главной звезды: ~2,4 солнечной (~3,3 млн км)

• Масса: ~2,2 солнечной (главный компонент)

• Температура поверхности: ~10000 K (≈ 9725 °C)

• Светимость: ~52 солнечных (суммарно по системе)

• Расстояние до Земли: ~52 световых года

• Возраст: ~370 млн лет

• Ожидаемая продолжительность жизни: сотни млн лет для ярких компонентов

Как найти: проведите воображаемую линию от Ригеля (нижний правый угол Ориона) через Бетельгейзе (верхний левый угол Ориона) и продолжите ее на северо-восток — вы упретесь в Кастора и Поллукса.

Частые вопросы

Какую звезду видно всегда?

Полярную. Она находится почти точно над северным полюсом мира — всего на 0,7° от его истинного положения. Поэтому кажется неподвижной, в то время как все остальные звезды совершают суточное вращение вокруг нее [1].

Что ярче — Сириус или Полярная звезда?

Сириус ярче: его видимая звездная величина –1,46 [2], в то время как у Полярной звезды +1,98 [3]. В этой шкале действует обратное правило: чем меньше число, тем ярче объект. Разница между Сириусом и Полярной звездой означает, что Сириус светит примерно в 25 раз ярче. 

Но Полярная ценна тем, что по ней легко определить направление на север. На высоких широтах она видна круглый год и почти не смещается по небу.

Что такое Полярная звезда и как найти ее на небе

Можно ли заметить разницу в цвете звезд невооруженным глазом?

Да, особенно у красных (Антарес, Бетельгейзе) и голубых (Ригель, Сириус). Цвет можно различить в чистую безлунную ночь, чем меньше засветка — тем лучше видно. [4]

Есть ли звезды, которые были ярче Сириуса в прошлом, но уже исчезли?

Да. Голубые сверхгиганты очень яркие, но живут всего несколько миллионов лет. За это время они успевают погаснуть или взорваться, так что в прошлом на нашем небе действительно могли быть более яркие звезды [5].

Почему звезды мерцают, а планеты — нет?

Из-за атмосферы Земли. Свет далеких звезд преломляется в турбулентных слоях воздуха, и их блеск становится неустойчивым. Планеты же — ближе и имеют видимый диск, поэтому их свет усредняется, и мерцание почти не заметно [6].

Главное о самой яркой звезде

• Солнце — самая яркая звезда, видимая с Земли, оно доминирует в Солнечной системе и составляет 99,86% ее массы.

• Яркость звезды зависит не только от ее светимости, но и от расстояния: близкие звезды кажутся ярче далеких.

• Для сравнения звезд используют понятие светимости — реального количества энергии, которое они излучают.

• Самая яркая звезда ночного неба — Сириус, находящийся всего в 8,6 светового года от нас.

• Второе место по яркости занимает Канопус, хорошо заметный в южном полушарии.

• Самая яркая звезда во Вселенной — R136a1: она светит почти в 9 млн раз ярче Солнца.

• По цвету звезды можно определить их температуру: красные холоднее, голубые — горячее.

Ежегодно в небе жители Земли могут наблюдать звездопады — метеорные потоки, поражающие своей красотой. Как происходит это явление, когда ожидать ближайшие звездопады и как за ними наблюдать — собрали все, что нужно знать.

Читайте также:

• Все о Сатурне: из чего состоит, сколько лететь и другие факты о «Властелине колец»

• Что такое пульсары и как работают «маяки Вселенной»

• Что такое орбита простыми словами: как устроены космические дороги