Сириус

Сириус А и Сириус B. Фото космического телескопа «Хаббл»

Сириус (лат. Sirius) — звезда из созвездия Большого Пса, самая яркая звезда на ночном небе. Видимая звёздная величина Сириуса равна 1,46, то есть она почти вдвое ярче Канопуса, следующей по яркости звезды на небе Земли. Сириус также является одной из ближайших к нам звёзд: он находится в 8,6 световых годах от Солнечной системы.

Описание

То, что невооруженным глазом воспринимается как одиночная звезда, на самом деле представляет собой двойную звёздную систему, состоящую из главной белой звезды спектрального класса A1, называемой Сириус А, и бледно-белого карлика-компаньона называемого Сириус В. Звезда Сириус А примерно в два раза массивнее Солнца и премного в 22 раза ярче Солнца.

Системе Сириус около 200—300 миллионов лет. Первоначально она состоял из двух ярких голубых звезд. Более массивный из них, Сириус B, израсходовал свои ресурсы и стал сначала красным гигантом, рассеяв свои внешние слои, а затем белым карликом, каким и остаётся по сей день. Последнее преобразование произошло около 120 миллионов лет назад.

Многие древние культуры придавали особое значение звезде Сириус. Мифов о Сириусе больше, чем о любой другой звезде, кроме Солнца.

Наблюдение

Сириус с видимой величиной 1,46 является самой яркой звездой на ночном небе. Она почти в два раза ярче второй по яркости звезды Канопуса. При взгляде с Земли Сириус всегда кажется тусклее, чем Венера и Юпитер, а иногда даже Марс и Меркурий. Сириус виден практически из любой точки Земли.

Из-за склонения примерно 17 ° Сириус является незаходящей звездой на широтах к югу от 73 ° южной широты. Из южного полушария в начале июля Сириус можно увидеть как вечером, когда он заходит вслед за Солнцем, так и утром, когда он восходит перед ним. Сириус вместе с Проционом и Бетельгейзе образует одну из вершин Зимнего треугольника в северном полушарии. Из-за прецессии (и слабого собственного движения) звезды в будущем она будет двигаться на юг. Около 9000 года его больше не будет видно из северной и центральной Европы.

При правильных условиях Сириус можно увидеть даже днём ​​невооруженным глазом. Небо должно быть очень ясным, наблюдатель должен находиться на большой высоте, звезда должна проходить прямо над ним, а Солнце близко к горизонту. Эти условия наблюдения чаще встречаются в южном полушарии из-за южного склонения Сириуса. Орбитальное движение двойной системы Сириуса сближает две звезды минимум на 3 угловых секунды и отдаляет друг от друга максимум на 11 угловых секунд. Даже при самом близком наблюдении отличить белого карлика от его более яркого спутника непросто — нужен телескоп с апертурой не менее 300 мм и отличные условия наблюдения. На расстоянии 8,6 световых лет система Сириуса содержит две из восьми ближайших к Солнцу звёзд и является пятой ближайшей звездной системой к Солнцу. Именно эта близость и является основной причиной его яркости на небе. Ближайшая к Сириусу звезда — Процион с радиусом 1,61 парсека. Ожидается, что космический корабль «Вояджер-2», запущенный в 1977 году для изучения планет-гигантов Солнечной системы, пролетит на расстоянии 1,3 парсека от Сириуса примерно за 296 000 лет.

Строение звёздной системы

Сириус — двойная звезда, состоящая из двух звёзд, вращающихся вокруг друг друга на расстоянии 20 астрономических единиц (примерное расстояние между Солнцем и Ураном) в течение 50,1 года.

Более яркий компонент, Сириус А, является звездой главной последовательности со спектральным классом А и предполагаемой температурой поверхности 9940 К. Его компаньон, Сириус B, — звезда, которая уже эволюционировала за пределы главной последовательности и стала белым карликом. Сейчас Сириус B в 10 000 раз менее яркий в видимом спектре, когда-то он был более массивной из двух звёзд. Возраст системы оценивается примерно в 230 миллионов лет. В начале своей жизни две звезды, вероятно, были бело-голубыми и вращались вокруг друг друга по эллиптической орбите каждые 9,1 года.

Система излучает больше инфракрасного излучения, чем ожидалось. Это может свидетельствовать о наличии в системе пыли, что считается относительно необычным для двойной звезды. Данные космического телескопа «Чандра» показывают, что Сириус B является более ярким источником рентгеновского излучения, чем Сириус A. Исследование 2015 года обнаружило доказательства наличия в системе планет-гигантов, которые в 11 раз массивнее Юпитера на расстоянии 0,5 астрономической единицы от Сириуса А, в 6-7 раз массивнее Юпитера в 1-2 астрономических единицах, и примерно в 4 раза массивнее Юпитера в 10 астрономических единицах от звезды.

Сириус А имеет массу равную двум массам Солнца. Его радиус был измерен астрономическим интерферометром, а его угловой диаметр составляет около 5,936 ± 0,016 миллисекунд дуги. Прогнозируемая скорость вращения относительно низкая и составляет 16 км/с, что не может привести к значительному уплощению диска. Для сравнения, Вега, имеющая аналогичные размеры, вращается со скоростью 274 км/с, поэтому она сплющена на экваторе.

На поверхности Сириуса А обнаружено слабое магнитное поле. Звёздные модели указывают на то, что звезда образовалась в результате коллапса молекулярного облака, и примерно через 10 миллионов лет генерация её внутренней энергии уже полностью происходила за счет ядерных реакций. Ядро стало конвективным и использует CNO-цикл для производства энергии. Прогнозируется, что Сириус А полностью истощит водород в своем ядре через миллиард лет после своего образования. Когда это произойдет, он станет красным гигантом, а затем сожмется до белого карлика.

Сириус B один из самых массивных известных белых карликов. При массе 1,02 M_☉ он почти вдвое массивнее среднего белого карлика с массой 0,5-0,6 M_☉. Эта масса занимает объём, примерно равный объёму Земли. Его текущая температура поверхности составляет 25 200 К. Без внутреннего источника тепла Сириус B постепенно охлаждался, поскольку его оставшееся тепло излучалось в космос в течение миллиардов лет. Белый карлик формируется после того, как звезда уже прошла главную последовательность и прошла стадию красного гиганта.

На Сириусе Б это произощло примерно 120 миллионов лет назад. Первоначально он имеет массу около 5 масс Солнца и относится к классу B4-5, когда находится на главной последовательности. Звезда состоит в основном из смеси углерода и кислорода, образовавшейся в результате слияния гелия. Над этой смесью находится слой более легких элементов, причем вещества расположены по массе из-за высокой поверхностной гравитации. Опять же по этой причине внешняя атмосфера Сириуса B состоит почти из чистого водорода (элемента с наименьшей массой), и никаких других элементов в спектре звезды не наблюдается.