Летом и осенью на небе северного полушария Земли доминирует Большой Летний Треугольник, астеризм, образованный тремя яркими звездами. Вега, Альтаир и Денеб одновременно похожи и не похожи друг на друга. Все три звезды — горячие белые звезды спектрального класса А, все три превосходят Солнце по размерам и массе и излучают намного больше энергии, чем наше светило. По космическим меркам эти звезды очень молоды, возраст их измеряется миллионами лет. На этом сходство (надо сказать, поверхностное) заканчивается. Более пристальный взгляд сразу отметит массу отличий в характеристиках этих звезд, и прежде всего их разный эволюционный статус.

Большой Летний Треугольник и три яркие звезды, его составляющие, — Вега, Денеб и Альтаир. Рисунок: Stellarium

Мы уже познакомились с Вегой, самой яркой звездой треугольника в статье 10 фактов о Веге. Как и наше Солнце, Вега — звезда главной последовательности, в недрах которой идут ядерные реакции превращения водорода в гелий. На главной последовательности находится подавляющее большинство звезд Галактики — здесь они проводят почти всю свою жизнь.

Денеб интересен тем, что принадлежит к редкому классу звезд голубых сверхгигантов. Он уже исчерпал запасы водорода в ядре и сошел с главной последовательности. Внешние слои звезды значительно раздулись, и хотя по-прежнему остаются горячими, не за горами последний час Денеба — смерть в горниле сверхновой. Давайте посмотрим, что интересного сумели раскопать об этой звезде астрономы.

Денеб — Альфа Лебедя

Денеб или Альфа Лебедя — главная звезда созвездия Лебедя. На небе Денеб отмечает собой левый верхний угол летнего треугольника и одновременно входит в состав другого астеризма, известного под названием Северный крест. Этот крест, состоящий из 5 звезд, — отличительная особенность созвездия Лебедя; яркий Денеб отмечает собой его вершину. Древние греки видели в этом созвездии легендарного Лебедя, в образе которого спускался на Землю могущественный бог Зевс (Юпитер), а вот арабы усматривали в созвездии Лебедя курицу. И все названия ярких звезд созвездия связаны с частями тела курицы!

созвездие Лебедя

Денеб — самая яркая звезда в заметном созвездии Лебедя. Созвездие внешне действительно напоминает летящую птицу с распростертыми крыльями. Арабы, впрочем, видели в этом звездном рисунке не лебедя, а курицу. Рисунок: Stellarium

Название Денеб происходит от арабского «денеб эд-дажа жех» — «хвост курицы». «Денеб» означает просто «хвост», поэтому не стоит удивляться, что на небе есть еще несколько звезд с таким именем. Правда, к ним всегда приписывается уточняющая приставка: Денеб Альгеди или Денеб Кайтос. Звезда Денеб имеет также альтернативное название — Аридиф (от арабского «аль ридф» — «яркая»), но в настоящее время оно практически не используется.

Денеб — яркая звезда, ее блеск равен 1,25m. В списке самых ярких звезд неба она занимает почетное девятнадцатое место. Но в летнем треугольнике Денеб уступает в блеске и Веге, и Альтаиру. Это, однако, ничего не говорит ни о его светимости, ни о других физических характеристиках. Ведь на блеск звезды влияет не только количество испускаемого ею света, но и расстояние, на котором она находится от нас.

Расстояние и светимость Денеба

Оценить расстояние до Денеба оказалось очень непросто. Попытки сделать это напрямую велись со второй половины XIX века. Уже тогда выяснилось, что звезда не показывает сколько-нибудь заметного смещения на фоне других звезд. (Параллаксы и сегодня надежно определяются только до относительно близких к нам звезд, находящихся на расстояниях до 300-400 световых лет от Земли.) Это означало, что Денеб очень далек от нас. Но вот насколько?

После появления спектрального анализа астрономы детально изучили спектр звезды и отнесли ее к типу звезд-сверхгигантов, то есть звезд наибольшей светимости. Спектральный класс Денеба A2Ia. Римская цифра I означает, что это звезда-сверхгигант, а буква а относит его к ярким сверхгигантам. Может быть, стоит поискать другие сверхгиганты с похожими характеристиками, чей блеск был бы больше Денеба (это значило бы, что они находятся ближе к нам) и попытаться определить расстояние до них? А уже потом, по разнице в блеске делать выводы об удаленности α Лебедя?

Из двадцати самых ярких звезд неба еще четыре имеют схожий статус: Канопус, Бетельгейзе, Ригель и Антарес. Но Бетельгейзе и Антарес — красные сверхгиганты, они астрономам не подошли. Канопус и Ригель больше похожи на Денеб, но они тоже оказались слишком далеки для надежного определения расстояния. Вообще, сверхгиганты — одни из самых редких звезд в Галактике, и потому нет ничего удивительного в том, что поблизости от Солнца не оказалось ни одной такой звезды.

Обнаружив, что не в состоянии определить расстояния до звезд-сверхгигантов напрямую, астрономы выработали сложные косвенные методы оценки, учитывающие множество различных факторов — от принадлежности звезд к звездным ассоциациям и теоретических моделей спектров до исследования блеска подобных звезд в других галактиках и межзвездного поглощения света. В итоге на основе множества наблюдений получилась неплохо откалиброванная шкала расстояний до сверхгигантов, которая сегодня дает меньшую погрешность, чем измерение параллаксов.

Денеб находится в самой гуще Млечного Пути, среди светящихся облаков газа и темной межзвездной пыли. Фото: Greg Parker, Noel Carboni

В 1978 году астроном Хемфрис оценил расстояние до звезды в 2750 световых лет. (Для сравнения: лучший параллакс, полученный спутником HIPPARCOS, дает вдвое меньшее расстояние — 1425 св. лет!) Почти 3000 световых лет — 1/30 диаметра нашей галактики — весьма солидное расстояние. Здесь уже приходится учитывать ослабление и покраснение света, идущего от звезды, из-за поглощения межзвездной пылью. Действительно, если бы между Солнцем и Денебом было бы совершенно свободное от пыли пространство, блеск Денеба был бы на 0,12 зв. вел. выше и составлял бы 1,13m. Разница между видимым и истинным излучением звезды составляет, таким образом, 10%!

Теперь, зная истинный блеск α Лебедя и расстояние до нее, мы можем оценить количество энергии, которую излучает звезда. Оказывается, Денеб обладает совершенно фантастической светимостью — только 196000 солнц дадут такой же поток излучения, как эта голубовато-белая звезда! Посмотрите ночью на звездное небо: на нем вы не найдете звезд более высокой светимости. Ни одна из звезд, видимых невооруженным глазом (может быть, за исключением Ригеля), не светит так интенсивно, как Денеб.

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

Чтобы представление о светимости этого сверхгиганта сделать более наглядным, представим себе, что Денеб находится от нас на том же расстоянии, что и Альтаир, звезда, образующая нижнюю вершину Большого Летнего Треугольника (расстояние до Альтаира составляет 17 св. лет). В этом случае блеск Денеба равнялся бы -9,8m, что только в 17 раз меньше блеска полной Луны! Денеб был бы прекрасно виден даже днем, а ночью отбрасывал бы четкие тени, намного превосходя в блеске любую звезду или планету, а также Луну в фазе, меньшей первой и последней четверти.

Размеры и масса Денеба

Итак, Денеб, скорее всего, самая яркая звезда в радиусе нескольких тысяч световых лет от Солнца. Другие характеристики Альфа Лебедя также впечатляют.

Масса Денеба в 19 раз больше солнечной, а его радиус в 200 раз превосходит радиус Солнца (см. здесь). Будучи помещенным на место нашего дневного светила в центр Солнечной системы, Денеб поглотил бы Меркурий, Венеру и едва не дотянулся бы до орбиты Земли. Феноменальные характеристики звезды дополняются колоссальным звездным ветром, который уносит в космическое пространство значительную долю ее вещества.

Наблюдения показывают, что Денеб теряет материю в 100000 раз более интенсивно, чем Солнце. Темп потери массы составляет по разным оценкам от одной десятимиллионной до одной миллионной массы Солнца в год, что равно примерно 0,25 — 0,3 массы Земли. Простые подсчеты показывают, что за 6-10 миллионов лет жизни Денеб потерял до 6 масс Солнца!

Вероятно, Денеб начал свой эволюционный путь как звезда класса О с температурой поверхности около 50000° и массой 23-25 масс Солнца. Теперь, находясь в стадии сверхгиганта, Денеб значительно остыл — температура его составляет «всего» 8500 градусов Кельвина, что, впрочем, тоже немало.

Если Денеб поместить на место Солнца, то его фотосфера едва не доставала бы до орбиты Земли. Рисунок: Большая Вселенная

Кстати, вот еще маленькая деталь, свидетельствующая о том, что звезда сильно проэволюционировала и вступила в полосу нестабильности. Точные фотометрические наблюдения показывают, что блеск Денеба колеблется от 1,21 до 1,29m. Денеб — переменная звезда, являющаяся прототипом пульсирующих голубых звезд-сверхгигантов. Переменные типа Альфа Лебедя — это яркие сверхгиганты спектральных типов B и А с небольшой амплитудой изменения блеска (порядка 0,1m), практически незаметной невооруженному глазу. Пульсации, вызывающие изменение блеска, нерадиальные, а циклы длятся от нескольких дней до нескольких недель.

Почему Денеб голубой сверхгигант?

Здесь, кстати, уместно было бы пояснить, почему Денеб все же настолько горяч? Все мы знаем, что при достижении стадии гигантов и сверхгигантов звезды сильно остывают (что естественно) и потому их цвет обычно красный. Был ли Денеб красным гигантом? Вероятно, был.

Скорее всего мы наблюдаем звезду в очень короткий момент ее эволюции (по звездным меркам), длящийся всего несколько десятков тысяч лет. Такая массивная звезда, как Денеб, может радикальным образом менять спектральный класс (от О к М и обратно), становясь горячее каждый раз, когда ее уплотняющееся ядро начинает сжигать более тяжелые химические элементы. По мере того как в реакции вступают ядра все более тяжелых элементов, длительность реакций, поддерживающих стабильность массивного ядра звезды, становится все короче. В конце концов ядро исчерпает все возможные источники стабильного существования и схлопнется под действием собственной гравитации. Мы увидим вначале мощную вспышку сверхновой, а затем по мере рассеяния остатков звезды нам откроется и то, что останется от ядра Денеба, — вероятнее всего, черная дыра.

Эволюционный статус Денеба. Массивные звезды вроде α Лебедя могут претерпевать драматические изменения в размерах, температуре и цвете в ходе своей эволюции. Рисунок: Большая Вселенная

Звезда Денеб в цифрах

Ниже светимость, масса и радиус звезды выражены в солнечных.


Созвездие: Лебедь
Видимая звездная величина: 1,25v
Спектральный класс: A2Ia
Параллакс: 0,00231″±0,00032
Расстояние: около 843 пк
Координаты α (2000): 20h 41min 25.9s
Координаты δ (2000): +45° 16′ 49″
Собственное движение α: 0,002″/год
Собственное движение δ: 0,002″/год
Лучевая скорость: -4,5 км/с
Возраст: 6-10 миллионов лет
Эффективная температура: 8525±75 К
Светимость: 196000±32000
Масса: 19±4
Радиус: 203±17