В октябре на небе царит созвездие Пегаса. В этом обширном созвездии нет ярких звезд 1-й величины, однако рисунок его бросается в глаза: это огромный квадрат из четырех звезд почти одинакового блеска, находящийся высоко над южным горизонтом (одна из этих звезд принадлежит соседнему созвездию Андромеды). Справа от квадрата находится большое темное пространство, которое при сильной городской засветке могло бы показаться совсем беззвездным, если бы не одна звезда, сравнимая по блеску со звездами квадрата — ε Пегаса.

созвездие Пегаса

Созвездие Пегаса на осеннем небе. Рисунок: Stellarium

В 1746 году астроном Жан-Доминик Маральди, наблюдая за кометой, открыл рядом с эпсилон Пегаса компактный и яркий туманный объект. Вот как он описал свое открытие: «7 сентября я заметил между звездами эпсилон Пегаса и бета Малого Коня довольно яркую туманную звезду, которая состоит из множества звезд; для нее я определил прямое восхождение… и северное склонение…»

Как мы сейчас знаем, речь в описании итальянца шла о далеком звездном скоплении, сферическом рое из звезд, связанных силой взаимного притяжения. Такие рои называются шаровыми скоплениями, однако в XVIII веке практически все объекты глубокого космоса причисляли к туманностям — при этом астрономы имели в виду лишь их внешний вид, а никак не физическую природу. Должно быть, у Маральди был весьма хороший для своего времени телескоп, если он сразу распознал звездную природу открытого им объекта.

А вот живший в это же время французский астроном Шарль Мессье увидел в свой телескоп лишь «круглую туманность с ярким центром». Мессье был страстный охотник за кометами, и, блуждая по небу в их поисках, часто натыкался на подобные объекты. Чтобы не путать их с хвостатыми гостьями, он решил собрать туманности воедино в специальный каталог. Первое издание каталога Мессье вышло в 1774 году и содержало 45 туманностей; объект из созвездия Пегаса вошел в него под номером 15.

Шаровое скопление М15: физические характеристики

М15 — одно из самых заметных среди примерно 160 шаровых звездных скоплений Млечного Пути, известных на сегодняшний день. И одно из самых изученных. Расстояние до него оценивается в 33600 световых лет. На лучших фотографиях угловой диаметр М15 составляет 18′ (почти половина диаметра Луны!). Зная расстояние до скопления и его размеры на небе, можно легко вычислить фактический диаметр М15 — почти 175 световых лет!

Блеск М15 составляет 6,20m, что соответствует абсолютной звездной величине -9,19m. Получается, что светимость скопления в 360000 раз превосходит светимость Солнца. Как и большинство других подобных объектов, М15 — очень старый объект: возраст входящих в его состав звезд оценивается по меньшей мере в 12 миллиардов лет!

Неудивительно, что скопление содержит много звезд, находящихся на поздних стадиях эволюции — желтых и красных гигантов. Часть этих звезд — переменные. Шаровое скопление М15 — третье после М3 и Омега Центавра по количеству переменных звезд; всего их обнаружено 112 (преимущественно переменные типа RR Лиры и Цефеиды II типа — звезды W Девы).

Ясно также, что наиболее массивные и яркие звезды скопления уже давно проэволюционировали. Некоторые вспыхнули сверхновыми, другие, пройдя через стадию красных гигантов, сбросили оболочку и превратились в белые карлики. В М15 обнаружили 9 пульсаров — нейтронных звезд, остатков сверхновых, излучающих в радиодиапазоне, — и целую последовательность белых карликов.

Более того, М15 стало первым шаровым скоплением, в котором астрономы обнаружили планетарную туманность — свидетельство совсем недавней «смерти» звезды. Объект Pease 1 (другое обозначение — Kuster 648) был найден на фотографических пластинках, полученных в обсерватории Маунт-Вильсон в 1927 году. Сегодня помимо М15 известно всего три шаровых скопления, имеющих планетарные туманности.

скопление в пегасе

Шаровое скопление М15 в Пегасе может состоять из миллиона звезд. Фото: Misti Mountain Observatory

Что находится в центре М15?

Астрономы давно подметили, что М15 имеет очень плотное звездообразное ядро. Многолетние наблюдения показали, что звезды в ядре скопления упакованы гораздо ближе друг к другу, чем в большинстве других шаровых скоплений: едва ли не половина всех его звезд скопилась в регионе поперечником всего 20 световых лет!

Самое плотное шаровое скопление из известных? Скорее всего. Среднее расстояние между звездами в его центре составляет всего 0,06 световых лет, что лишь в 100 раз больше расстояния от Солнца до Плутона! Только представьте себе, какая картина открывалась бы перед нами, живи мы вблизи центра М15. Тысячи звезд ярче полной Луны освещали бы наше ночное небо! Знали бы мы в этом случае, что такое ночь?

Но почему скопление М15 такое плотное? Что притянуло звезды и заставило их вращаться в толчее очень ограниченного пространства? Первое, что приходит в голову — в центре М15 таится нечто очень массивное и вместе с тем темное, может быть, невидимая в телескопы черная дыра.

Независимые свидетельства этому поступили в 1975 году, когда первые рентгеновские телескопы зарегистрировали излучение, идущее от М15 и еще нескольких шаровых скоплений. Астрономы предположили, что источником рентгеновских лучей могут быть очень горячий аккреционный диск, образованный веществом, падающим на черную дыру средней массы (в 1000 раз больше массы Солнца).

В 2002 году догадка вроде бы подтвердилась. Так как даже в самые большие наземные телескопы звезды в ядре М15 сливались в одно белое пятно, группа астрономов воспользовалась услугами «Хаббла», чтобы проследить за движением звезд в центре скопления. На основе полученных орбит, они сумели вычислить массу таинственного объекта в центре — около 4000 масс Солнца.

Правда, уже через год другая группа астрономов, воспользовавшись теми же данными «Хаббла», заявила, что гораздо лучшим объяснением загадки М15 было бы плотное скопление нейтронных звезд и других звездных «остатков» в его ядре. Сегодня, кажется, побеждает вторая точка зрения, ее придерживается большинство астрономов, но и первая не сдается — спор пока далек от окончательного разрешения.

шаровое скопление М15

Одна из лучших фотографий М15, полученная в феврале 2011 года с помощью космического телескопа «Хаббл». На снимке видно очень плотное ядро и множество звезд красных гигантов, составляющих обширное гало скопления. Также можно заметить планетарную туманность Pease 1, которая находится левее и ниже ядра М15 как пятнышко голубого цвета. Фото: ESA/Hubble & NASA

Наблюдаем М15

М15 — легкий объект для наблюдений даже в небольшие телескопы и бинокли. Понятно, что в условиях сильной городской засветки, на рыжем небе найти его сложно, да и после вид скопления не станет откровением. Также не будет способствовать наблюдению полная Луна. А вот на темном загородном небе (да и на городской окраине, где не слепят фонари) вид М15 порадует многих любителей астрономии.

Некоторые люди с очень острым зрением при идеальных условиях наблюдения наблюдали М15 как туманную звезду без всяких приборов (напомним, что блеск скопления составляет 6,20m), однако только телескоп с апертурой 100 мм и выше покажет структуру этого объекта.

Шаровое скопление М15: как найти на небе

шаровое скопление М15 в созвездии Пегаса

Вечером в конце октября созвездие Пегаса видно высоко в небе над южным горизонтом. Шаровое скопление М15 находится недалеко от звезды Эниф (эпсилон Пегаса), самой яркой звезды созвездия. Рисунок: Stellarium

Около 10 часов вечера в конце октября созвездие Пегаса находится над южным горизонтом. Прежде всего отыщите Квадрат Пегаса, группу из четырех звезд почти одинакового блеска (около 2,5m). Справа, на полпути между квадратом Пегаса и ярким Альтаиром (нижней звездой Летнего Треугольника) находится звезда Эниф (ε Пегаса). Это звезда оранжевого цвета, по блеску равная звездам квадрата. Скопление находится в 3,5° к востоку и в 2,25° к северу от звезды эпсилон, располагаясь внутри треугольника из звезд 7-8 зв. величины, видимых вместе с М15 в одном поле зрения бинокля.

В поле зрения бинокля скопление находится внутри треугольника звезд 7-8 зв. величины. Рисунок: Stellarium

Вид М15 в небольшой телескоп или бинокль

Бинокли и небольшие телескопы с объективом до 100 мм покажут круглый туманный объект с маленьким ядром. В темную ночь можно заметить, что края М15 как бы искрятся, как огни далекого города. (Для этого воспользуйтесь боковым зрением!) Скопление имеет угловой диаметр 7′ и до 12′ на фотографиях.

В более крупные инструменты можно рассмотреть структуру М15. В частности, становится заметной ассиметричность скопления — туманные рукава, похожие на лапки паука, отходят к югу и северу от центра объекта (см. рисунки ниже).

Как и в других шаровых скоплениях, наиболее яркие звезды в М15 — красные гиганты. Они имеют звездную величину 12,6m, то есть уже различимы в телескоп с зеркалом 150 мм. Их абсолютная звездная величина составляет -2,8m — они в 1000 раз ярче Солнца!

Шаровое скопление М15. Так скопление выглядит на городском небе в 114-мм телескоп с увеличением 125×. Рисунок: Mika Myllynen

Шаровое скопление М15 в 200-мм телескоп. На этом рисунке видны уже многочисленные подробности: плотное и яркое центральное ядро, звездные рукава и ярчайшие звезды скопления. Рисунок: Mariano Gibaja/asod.info

Шаровое скопление М15 (NGC 7078) цифрах

Ниже светимость и масса скопления выражены в солнечных. (Данные сайта The Messier Catalog.)


Созвездие: Пегас
Класс: IV
Видимая звездная величина: 6,20
Интегральный спектральный класс: F3/F4
Расстояние: 10400 пк
Координаты α (2000): 21h 29min 58.3s
Координаты δ (2000): +12° 10′ 01″
Лучевая скорость: -107 км/с
Возраст: 12 миллиардов лет
Металличность [Fe/H]: -2,37
Интегральная светимость: 360000
Масса: 560000
Радиус: 175 св. лет