Звездное небо поражает не только своей красотой, но и неизменностью. Ночь за ночью созвездия восходят на востоке и движутся на запад — не ускоряя и не замедляя своего движения. Луна месяц за месяцем проходит полный цикл фаз и возвращается к одним и тем же звездам. А сами звезды и их взаимные расположение совершенно не меняются на протяжений всей нашей жизни.

Нужны очень тонкие, терпеливые, внимательные наблюдения, чтобы в этом кажущемся небесном механизме обнаружить расхождения, неточности и вариации, чтобы обнаружить эволюция и развитие, рождение и смерть. Древние и правда считали небо грандиозным механизмом, который следовал раз и навсегда утвержденным законам. Для них звездное небо было грандиозной сферой, вращающейся вокруг неподвижной Земли. Все звезды были закреплены на этой сфере и находились на одинаковом расстоянии от Земли — где-то за орбитой Сатурна.

небесная сфера

Древние полагали, что звезды, закреплены на огромной, вращающейся вокруг Земли, сфере. Источник: Martin Ziegler

Сегодня воззрения античных и средневековых астрономов могут показаться смешными, но вспомним, что у них не было ни точных часов, чтобы проводить измерения, ни телескопов, чтобы увидеть то, что не под силу человеческому глазу. Их рассуждения были очень логичны: вот мы смотрим на звездное небо, и у нас нет никакого способа на глаз определить расстояние до звезд. База, которую дают нам два глаза, смотрящие на чашку на столе, позволяет не только определить (как правило, бессознательно), ближе она находится или дальше, чем книга, лежащая рядом, но и увидеть ее, как объемный, трехмерный предмет. Двигаясь по дороге, мы способны определить, что лес находится дальше, чем дерево, которое растет посреди поля, так как дерево движется мимо нас быстрее, чем лесная кромка.

С небом подобные фокусы не проходят. Как бы мы ни двигались по Земле, как бы ни всматривались в небо, покоясь на месте — никакие наблюдения невооруженным глазом не дадут нам представление о расстояниях до звезд. Очевидно, они где-то очень далеко — дальше Луны, которая закрывает звезды, попадающиеся на своем пути, и, вероятно, дальше планет, движущихся на их фоне.

И сегодня, если мы выйдем ясной ночью на улицу и посмотрим на небо, все звезды покажутся нам находящимися на одинаковом расстоянии. Между тем, как выяснили астрономы в ходе многолетних детальных наблюдений, это не так.

Давайте еще раз посмотрим на Летний треугольник, самую известную звездную фигуру июльского неба. Треугольник образуют три звезды — Вега, Денеб и Альтаир. Вега — пятая по яркости звезда ночного неба, она имеет нулевую звездную величину. Альтаир, находящийся внизу треугольника, имеет блеск 0,76m. Денеб — самая тусклая из трех звезд с блеском 1,25m. Значит ли это, что Денеб испускает меньше света, чем Альтаир или Вега?

Летний треугольник на небе в июле

Большой Летний треугольник — главный рисунок на июльском небе. После полуночи он наблюдается на юге. В 2018 году под треугольников низко в небе видна очень яркая планета Марс. В конце июля ожидается Великое противостояние этой планеты. Рисунок: Stellarium

Древние сказали бы «да», ведь для них все звезды находились на одном расстоянии. И мы тоже, если бы полагались только на наши глаза. На деле все обстоит совсем не так.

В XIX веке астрономы впервые измерили расстояния до звезд. Почти одновременно в 1837 — 1839 гг. это сделали Фридрих Бессель в Калининграде (тогда Кёнигсберге), Василий Струве в Тарту (тогда Дерпте) и Томас Хендерсон на мысе Доброй Надежды. Принцип определения расстояния был прост — в качестве базы теперь выступали не два глаза, а сама Земля, когда она находилась в противоположных точках своей орбиты, например осенью и весной. За это время наша планета описывала вокруг Солнца полукруг диаметром в 300 миллионов километров. Близкие звезды также смещались на крошечную величину на фоне гораздо более далеких, подобно тому, как близкие деревья смещаются на фоне далеких, когда мы смотрим на них то одним, то другим глазом.

звездный параллакс

В зависимости от положения звезды по отношению к эклиптике, ее смещение на фоне более далеких звезд в течение года будет описываться кругом, эллипсом или отрезком. Рисунок: Википедия

Чтобы найти расстояние до звезды, надо было просто обнаружить и как можно точнее измерить угол, на который она смещается в результате движения Земли вокруг Солнца.

Вега была первой звездой, до которой было найдено расстояние с удовлетворительной точностью. Сделал это Василий Струве в 1837 году в Тарту. Оказалось, что расстояние до звезды составляет почти 25 световых лет или 230 тысяч миллиардов километров! Невообразимо далеко!

Вскоре оказалось, что Альтаир, вторая по яркости звезда Летнего треугольника, находится, тем не менее, в 1,5 раза ближе к Солнцу, чем Вега. Из этого следовало, что она излучает в 4 раза меньше света!

А что же Денеб? До сегодняшнего дня измерение расстояния до него дают противоречивые результаты. Эта звезда оказалась настолько далека от нас, что угол ее годичного смещения оказывается на грани обнаружения. Для таких далеких звезд астрономы разработали косвенные методы определения расстояния, которые показывают гораздо лучшую точность. Оказалось, что эта звезда расположена от Солнца на расстоянии 2700 св. лет — в 100 раз дальше, чем Вега!

Если это действительно так (погрешность составляет десятки процентов, не не порядок величины), то Денеб является самой яркой, вернее, самой мощной звездой из всех, которые видны на ночном небе невооруженным глазом. Его светимость выше светимости Солнца в 196000 раз! Такое вообразить еще сложнее, чем расстояние до Денеба!

денеб и солнце

Этот рисунок может дает представление о сравнительных размерах Солнца и Денеба, а также о различиях в светимости двух звезд. Рисунок: Большая Вселенная

Вот какие странные и грозные звери обитают в лесу под названием Галактика!

Через год или два данные европейского спутника «Гайя» позволят нам узнать расстояние до Денеба еще точнее. Этот спутник специально предназначен для измерения звездных расстояний с невиданной до сегодняшнего дня точностью. Данные «Гайи» позволят впервые составить достаточно полную трехмерную карту нашего региона Галактики.