Лебедь: мифы, звезды и галактические структуры

Введение

Созвездие в северном небесном полушарии

Лебедь – северное созвездие, расположенное на плоскости Млечного Пути, получившее своё название от латинизированного греческого слова, означающего «лебедь». В нём также находятся несколько заметных источников рентгеновского излучения и гигантская звёздная ассоциация Лебедь OB2. Лебедь известен также как Северный Крест. Одна из звёзд этой ассоциации, NML Cygni, является одной из самых больших звёзд, известных на данный момент. В созвездии также находится Cygnus X-1 – далёкая рентгеновская двойная система, состоящая из сверхгиганта и невидимого массивного компаньона, которая стала первым объектом, широко признанным как чёрная дыра. Благодаря наблюдениям космической миссии «Кеплер» за определённым участком неба, областью вокруг Лебедя, у многих звёздных систем в этом созвездии обнаружены планеты. Большая часть восточной области содержит часть Великой стены Геркулеса – Короны, гигантской галактической нити, являющейся самой большой известной структурой в наблюдаемой Вселенной, охватывающей большую часть северного неба.

В восточной и мировой астрономии

В индуизме период времени (или Мухурта) между 4:24 и 5:12 утра называется Брахмамухуртой, что означает «момент Вселенной»; соответствующая звёздная система – созвездие Лебедя. Считается, что это очень благоприятное время для медитации, выполнения любой задачи или начала дня. В Полинезии Лебедь часто рассматривался как отдельное созвездие. В Тонге его называли Туула лупе, а в Туамоту – Фануи тай. В Новой Зеландии его называли Мара-теа, на островах Общества – Пирае-теа или Тауруа и те хаапа раа ману, а в Туамоту – Фануи раро. Бета Лебедя получила название в Новой Зеландии; вероятно, её называли Вхету каупо. Гамма Лебедя называли Фануи рунга в Туамоту. Денеб также часто использовался как имя в исламском мире астрономии. Название Денеб происходит от арабского названия dhaneb, означающего «хвост», из фразы Dhanab ad Dajājah, что означает «хвост курицы».

В западной астрономии

В греческой мифологии созвездие Лебедя связывают с несколькими легендарными лебедями. Зевс принял облик лебедя, чтобы соблазнить Леду, жену спартанского царя Тиндарея, от которой родились Близнецы, Елена Тройская и Клитемнестра; Орфей был превращен в лебедя после смерти и, как говорят, был помещен на небо рядом со своей лирой (Лирой); и царь Цигн был превращен в лебедя. Позднее римляне также ассоциировали это созвездие с трагической историей Фаэтона, сына бога солнца Гелиоса, который потребовал позволить ему управлять солнечной колесницей отца на один день. Однако Фаэтон не смог справиться с управлением, и Зевс был вынужден уничтожить колесницу (и Фаэтона) молнией, в результате чего они упали на землю в реку Эридан. Согласно мифу, близкий друг или возлюбленный Фаэтона, Цигн, глубоко скорбел и много дней нырял в реку, чтобы собрать кости Фаэтона и достойно его похоронить. Боги были тронуты преданностью Цигна и превратили его в лебедя, поместив среди звезд. В «Метаморфозах» Овидия упоминаются три человека по имени Цигн, которых всех превратили в лебедей. Наряду с Цигном, упомянутым выше, он рассказывает о юноше из Темпе, который совершает самоубийство, когда Филлий отказывается отдать ему прирученного быка, но превращается в лебедя и улетает. Он также упоминает сына Нептуна, неуязвимого воина в Троянской войне, которого в конце концов побеждает Ахилл, но Нептун спасает его, превратив в лебедя. Вместе с другими птичьими созвездиями вблизи летнего солнцестояния, Vultur cadens и Aquila, Лебедь мог быть важной частью происхождения мифа о Стимфалийских птицах, одного из двенадцати подвигов Геракла.

Характеристики

Очень большое созвездие Лебедь граничит с Сефеем на севере и востоке, Драконом на севере и западе, Лирой на западе, Лисичкой на юге, Пегасом на юго-востоке и Ящерицей на востоке. Трехбуквенное обозначение созвездия, принятое Международным астрономическим союзом (МАС) в 1922 году, – "Cyg". Официальные границы созвездия, установленные бельгийским астрономом Эженом Дельпортом в 1930 году, определены как многоугольник, состоящий из 28 сегментов. В экваториальной системе координат координаты прямого восхождения этих границ лежат между и , а координаты склонения – между 27.73° и 61.36°. Занимая площадь в 804 квадратных градуса, что составляет около 1,9% ночного неба, Лебедь занимает 16-е место по размеру среди 88 созвездий. Лебедь достигает кульминации 29 июня в полночь и лучше всего виден вечером с начала лета до середины осени в Северном полушарии.

Особенности

В Лебеде, благодаря его расположению на Млечном Пути, наблюдается обилие объектов глубокого космоса, включая множество рассеянных скоплений, туманностей различных типов и остатков сверхновых. Его молекулярные облака формируют видимую темную туманность Лебединый Разлом, являющуюся одним из концов видимой части Большого Разлома, протянувшегося вдоль галактической плоскости Млечного Пути. Разлом начинается в окрестностях Северного Угольного Мешка, который заслоняет более удаленный и крупный по видимым размерам молекулярный комплекс Лебедя, частью которого является туманность Северная Америка.

Звезды

Байер каталогизировал многие звезды в созвездии, присваивая им обозначения Байера от Альфы до Омеги, а затем используя малые римские буквы до g. Джон Фламстид добавил римские буквы h, i, k, l и m (эти звезды считались не включенными в каталог Байера, поскольку они лежали за пределами астеризма Лебедя), но были исключены Фрэнсисом Бэйли. В Лебеде есть несколько ярких звезд. α Cygni, называемая Денеб, – самая яркая звезда в Лебеде. Это белая сверхгигантская звезда спектрального типа A2Iae, меняющая свою яркость от 1,21 до 1,29 звездной величины, одна из крупнейших и самых ярких звезд класса А, известных нам. Она находится на расстоянии около 2600 световых лет. Ее традиционное название означает «хвост» и указывает на ее положение в созвездии. Альбирео, обозначенная как β Cygni, – известная двойная звезда среди астрономов-любителей благодаря своим контрастным оттенкам. Главная звезда – оранжевый гигант магнитудой 3,1, а вторичная – сине-зеленая звезда магнитудой 5,1. Система находится на расстоянии 430 световых лет и видна в большие бинокли и любительские телескопы. γ Cygni, традиционно называемая Садр, – желтая сверхгигантская звезда магнитудой 2,2, расположенная на расстоянии 1800 световых лет. Ее традиционное название означает «грудь» и указывает на ее положение в созвездии. δ Cygni (собственное имя – Фаварис) – еще одна яркая двойная звезда в Лебеде, находящаяся на расстоянии 166 световых лет и имеющая период обращения 800 лет. Главная звезда – голубо-белый гигант магнитудой 2,9, а вторичная – звезда магнитудой 6,6. Оба компонента видны в телескоп среднего размера. Пятая по яркости звезда в Лебеде, превышающая 3-ю звездную величину, – Алджана.

В Лебеде есть несколько других более тусклых двойных и кратных звезд. μ Cygni – двойная звезда с оптической третичной составляющей. Период обращения двойной системы составляет 790 лет, она находится на расстоянии 73 световых лет от Земли. Главная и вторичная звезды, обе белые, имеют звездные величины 4,8 и 6,2 соответственно. Третий компонент имеет звездную величину 6,9. Хотя третичный компонент виден в бинокль, для разделения главных и вторичных звезд в настоящее время требуется телескоп среднего размера, что сохранится до 2020 года. Наименьшее расстояние между двумя звездами будет между 2043 и 2050 годами, когда для их разделения потребуется телескоп с большей апертурой. Звезды 30 и 31 Лебедя образуют контрастную двойную звезду, подобную более яркой Альбирео. Их можно увидеть в бинокль. Главная звезда, 31 Лебедя, – оранжевая звезда магнитудой 3,8, находящаяся на расстоянии 1400 световых лет от Земли. Вторичная звезда, 30 Лебедя, выглядит сине-зеленой. Она имеет спектральный тип A5IIIn и звездную величину 4,83 и находится на расстоянии около 610 световых лет от Земли. Сама 31 Лебедя – двойная звезда; третичный компонент – голубая звезда магнитудой 7,0. ψ Cygni – двойная звезда, видимая в небольшие любительские телескопы, с двумя белыми компонентами. Главная звезда имеет звездную величину 5,0, а вторичная – 7,5. 61 Cygni – двойная звезда, видимая в большие бинокли или небольшой любительский телескоп. Она находится на расстоянии 11,4 световых лет от Земли и имеет период обращения 750 лет. Обе составляющие – оранжевые карликовые звезды (звезды главной последовательности); главная звезда имеет звездную величину 5,2, а вторичная – 6,1. 61 Cygni важна тем, что Фридрих Вильгельм Бессель определил ее параллакс в 1838 году, став первой звездой, для которой был измерен параллакс. Рядом с η Cygni находится источник рентгеновского излучения Cygnus X-1, который, как полагают, вызван черной дырой, аккрецирующей вещество из двойной звездной системы. Это был первый источник рентгеновского излучения, который, как считалось, является черной дырой. Он находится на расстоянии примерно 2,2 килопарсека от Солнца. В системе также находится сверхгигантская переменная звезда, известная как HDE 226868. В Лебеде также есть несколько других примечательных источников рентгеновского излучения. Cygnus X-3 – микроквазар, содержащий звезду Вольфа-Райе на орбите вокруг очень компактного объекта с периодом всего 4,8 часа. Эта система является одним из самых ярких источников рентгеновского излучения, которые когда-либо наблюдались. В системе периодически происходят вспышки неизвестной природы, и во время одной из таких вспышек было обнаружено, что система излучает мюоны, вероятно, вызванные нейтрино. Хотя компактный объект считается нейтронной звездой или, возможно, черной дырой, возможно, что объект является более экзотическим звездным остатком, возможно, первой обнаруженной кварковой звездой, предположительно из-за ее производства космических лучей, которые нельзя объяснить, если объект является обычной нейтронной звездой. Система также излучает космические лучи и гамма-лучи и помогла пролить свет на образование таких лучей. Cygnus X-2 – еще один рентгеновский двойник, содержащий гигант типа А на орбите вокруг нейтронной звезды с периодом 9,8 дня. Система интересна из-за относительно небольшой массы звезды-компаньона, поскольку большинство миллисекундных пульсаров имеют гораздо более массивных компаньонов. Другая черная дыра в Лебеде – V404 Cygni, состоящая из звезды типа K, вращающейся вокруг черной дыры массой около 12 солнечных масс. Черная дыра, подобно Cygnus X-3, была предположена как кварковая звезда. 4U 2129+47 – еще один рентгеновский двойник, содержащий нейтронную звезду, которая испытывает вспышки, как и EXO 2030+375. Лебедь также является домом для нескольких переменных звезд. SS Cygni – карликовая новая, которая испытывает вспышки каждые 7–8 недель. Полная величина системы меняется от 12-й величины в самый тусклый период до 8-й величины в самый яркий. Два объекта в системе находятся очень близко друг к другу с орбитальным периодом менее 0,28 дня. χ Cygni – красный гигант и вторая по яркости звезда типа Мира в период максимума. Она меняется от 3,3 до 14,2 звездной величины и спектральных типов S6,2e до S10,4e (MSe) в течение периода 408 дней; ее диаметр составляет 300 солнечных диаметров, и она находится на расстоянии 350 световых лет от Земли. P Cygni – яркая голубая переменная, которая внезапно вспыхнула до 3-й звездной величины в 1600 году нашей эры. С 1715 года звезда имеет 5-ю звездную величину, несмотря на то, что находится на расстоянии более 5000 световых лет от Земли. Спектр звезды необычен тем, что содержит очень сильные эмиссионные линии, вызванные окружающими туманностями. W Cygni – полуправильная переменная красная гигантская звезда, находящаяся на расстоянии 618 световых лет от Земли. Она имеет максимальную звездную величину 5,10 и минимальную звездную величину 6,83; ее период составляет 131 день. Это красный гигант, меняющийся между спектральными типами M4e M6e(Tc:)III. NML Cygni – красный гипергигант, полуправильная переменная звезда, расположенная на расстоянии 5300 световых лет от Земли. Это одна из крупнейших звезд, известных в галактике, с радиусом более 1000 солнечных радиусов. Ее звездная величина составляет около 16,6, а период – около 940 дней. Звезда KIC 8462852 (звезда Табби) получила широкую огласку из-за необычных колебаний яркости.

There are several other dimmer double and binary stars in Cygnus. μ Cygni is a binary star with an optical tertiary component. The binary system has a period of 790 years and is 73 light years from Earth. The primary and secondary, both white stars, are of magnitude 4.8 and 6.2, respectively. The unrelated tertiary component is of magnitude 6.9. Though the tertiary component is visible in binoculars, the primary and secondary currently require a medium sized amateur telescope to split, as they will through the year 2020. The two stars will be closest between 2043 and 2050, when they will require a telescope with larger aperture to split. The stars 30 and 31 Cygni form a contrasting double star similar to the brighter Albireo. The two are visible in binoculars. The primary, 31 Cygni, is an orange hued star of magnitude 3.8, 1400 light years from Earth. The secondary, 30 Cygni, appears blue green. It is of spectral type A5IIIn and magnitude 4.83, and is around 610 light years from Earth. 31 Cygni itself is a binary star; the tertiary component is a blue star of magnitude 7.0. ψ Cygni is a binary star visible in small amateur telescopes, with two white components. The primary is of magnitude 5.0 and the secondary is of magnitude 7.5. 61 Cygni is a binary star visible in large binoculars or a small amateur telescope. It is 11.4 light years from Earth and has a period of 750 years. Both components are orange hued dwarf (main sequence) stars; the primary is of magnitude 5.2 and the secondary is of magnitude 6.1. 61 Cygni is significant because Friedrich Wilhelm Bessel determined its parallax in 1838, the first star to have a known parallax. Located near η Cygni is the X ray source Cygnus X 1, which is now thought to be caused by a black hole accreting matter in a binary star system. This was the first X ray source widely believed to be a black hole. It is located approximately 2.2 kiloparsecs from the Sun. There is also supergiant variable star in the system which is known as HDE 226868. Cygnus also contains several other noteworthy X ray sources. Cygnus X 3 is a microquasar containing a Wolf–Rayet star in orbit around a very compact object, with a period of only 4.8 hours. The system is one of the most intrinsically luminous X ray sources observed. The system undergoes periodic outbursts of unknown nature, and during one such outburst, the system was found to be emitting muons, likely caused by neutrinos. While the compact object is thought to be a neutron star or possibly a black hole, it is possible that the object is instead a more exotic stellar remnant, possibly the first discovered quark star, hypothesized due to its production of cosmic rays that cannot be explained if the object is a normal neutron star. The system also emits cosmic rays and gamma rays, and has helped shed insight on to the formation of such rays. Cygnus X 2 is another X ray binary, containing an A type giant in orbit around a neutron star with a 9.8 day period. The system is interesting due to the rather small mass of the companion star, as most millisecond pulsars have much more massive companions. Another black hole in Cygnus is V404 Cygni, which consists of a K type star orbiting around a black hole of around 12 solar masses. The black hole, similar to that of Cygnus X 3, has been hypothesized to be a quark star. 4U 2129+ 47 is another X ray binary containing a neutron star which undergoes outbursts, as is EXO 2030+ 375. Cygnus is also home to several variable stars. SS Cygni is a dwarf nova which undergoes outbursts every 7–8 weeks. The system's total magnitude varies from 12th magnitude at its dimmest to 8th magnitude at its brightest. The two objects in the system are incredibly close together, with an orbital period of less than 0.28 days. χ Cygni is a red giant and the second brightest Mira variable star at its maximum. It ranges between magnitudes 3.3 and 14.2, and spectral types S6,2e to S10,4e (MSe) over a period of 408 days; it has a diameter of 300 solar diameters and is 350 light years from Earth. P Cygni is a luminous blue variable that brightened suddenly to 3rd magnitude in 1600 AD. Since 1715, the star has been of 5th magnitude, despite being more than 5000 light years from Earth. The star's spectrum is unusual in that it contains very strong emission lines resulting from surrounding nebulosity. W Cygni is a semi regular variable red giant star, 618 light years from Earth. It has a maximum magnitude of 5.10 and a minimum magnitude 6.83; its period of 131 days. It is a red giant ranging between spectral types M4e M6e(Tc:)III, NML Cygni is a red hypergiant semi regular variable star located at 5,300 light years away from Earth. It is one of largest stars currently known in the galaxy with a radius exceeding 1,000 solar radii. Its magnitude is around 16.6, its period is about 940 days. The star KIC 8462852 (Tabby's Star) has received widespread press coverage because of unusual light fluctuations.

Экзопланеты

Лебедь – одно из созвездий, которое космический телескоп Кеплер исследовал в поисках экзопланет, и в результате в Лебеде обнаружено около сотни звёзд с известными планетами – больше, чем в любом другом созвездии. Одной из наиболее известных систем является система Кеплер-11, включающая шесть транзитных планет, все расположенные примерно в одной плоскости, занимающей около одной градуса. Это была первая обнаруженная система с шестью экзопланетами. Звезда имеет спектральный класс G6V и несколько холоднее Солнца. Планеты очень близки к звезде; все, кроме самой дальней, находятся ближе к Кеплеру-11, чем Меркурий к Солнцу, и все планеты массивнее Земли и имеют низкую плотность. Планеты характеризуются низкой плотностью. Также известна планета, обращающаяся вокруг одной из звёзд, подобной Солнцу, обнаруженная благодаря изменениям радиальной скорости звезды. Gliese 777, другая кратная звёздная система, видимая невооружённым глазом и состоящая из жёлтой звезды и красного карлика, также имеет планету. Эта планета в некоторой степени похожа на Юпитер, но немного массивнее и имеет более эксцентричную орбиту. Система Кеплер-22 также примечательна тем, что в 2011 году в ней была обнаружена экзопланета, наиболее похожая на Землю.

Звездные скопления

Богатый звездный фон в созвездии Лебедя может затруднить различение открытого звездного скопления.

Другие особенности

Лебедь также считается видимым источником "ветра" WIMP из-за ориентации вращения Солнечной системы относительно галактического гало. Местное рукаво Ориона-Лебедя и далёкое рукаво Лебедя – два небольших галактических рукава, получивших название в честь созвездия Лебедя, на фоне которого они расположены.