Введение

Звезда в созвездии Карина

Канопус — самая яркая звезда в южном созвездии Карина и вторая по яркости звезда на ночном небе. Она также обозначается как α Карины, что транслитерируется как Alpha Carinae. Имея видимую звёздную величину −0,74, она уступает по яркости только Сириусу. Расположенный на расстоянии около 310 световых лет от Солнца, Канопус — яркий гигант спектрального класса A9, поэтому он выглядит практически белым при наблюдении невооружённым глазом. Его светимость более чем в 10 000 раз превышает светимость Солнца, масса в восемь раз больше, а радиус увеличен в 71 раз. Эффективная температура его расширенной фотосферы составляет около 7400 K. Канопус переживает фазу горения гелия в ядре и в настоящее время находится в так называемой фазе «синей петли» своей эволюции, пройдя ранее стадию красного гиганта после исчерпания водорода в ядре. Канопус является источником рентгеновского излучения, которое, вероятно, исходит из его короны. Заметная яркость Канопуса сделала его объектом мифологических преданий у многих древних народов. Его собственное имя, как считается, происходит от имени Канопа, мифологического кормчего Менелая, царя Спарты. Гелиакальный восход Канопуса отмечал дату празднования Птолемеев в Египте. В древней Индии его называли Агастья в честь почитаемого ведийского мудреца. Для китайских астрономов он был известен как Старец Южного полюса.

Наблюдение

Испанский мусульманский астроном Ибн Рушд отправился в Марракеш (в Марокко) наблюдать за звездой в 1153 году, так как она была невидима в его родной Кордове, Аль-Андалусе. Он использовал различную видимость на разных широтах, чтобы утверждать, что Земля круглая, следуя аргументу Аристотеля, который считал, что такое наблюдение возможно только в том случае, если Земля была относительно небольшой сферой. Английский исследователь Роберт Хьюс обратил внимание европейских наблюдателей на Канопус в своей работе 1592 года «Tractatus de Globis», вместе с Ахернаром и Альфой Центавра, отметив: «Теперь, следовательно, есть лишь три звезды первой величины, которые я мог видеть во всех тех частях, которые никогда не видны здесь, в Англии. Первая из них — яркая звезда в созвездии Арго, которую они называют Канопус. Вторая — в конце Эридана. Третья — в правой ноге Центавра». В Южном полушарии Канопус и Сириус видны высоко в небе одновременно и достигают меридиана с разницей всего в 21 минуту дуги. Ярче первой величины, Канопус можно увидеть невооруженным глазом в ранние сумерки. В основном видимый в середине и конце лета в Южном полушарии, Канопус достигает кульминации в полночь 27 декабря.

При наблюдении с широт южнее S, Канопус является циркумполярной звездой. Поскольку Канопус расположен так далеко на юге, он никогда не восходит в средних и высоких северных широтах; теоретически, северная граница видимости составляет широту N. Это немного южнее Афин, Ричмонда (Вирджиния, США) и Сан-Франциско, и очень близко к Севилье и Агридженто. Это почти точно соответствует широте обсерватории Лик на горе Гамильтон в Калифорнии, откуда он хорошо виден благодаря эффектам высоты и атмосферной рефракции, которые добавляют еще один градус к его видимой высоте. В идеальных условиях его можно увидеть на север до широты от Тихоокеанского побережья. Еще одно самое северное зарегистрированное наблюдение было сделано с горы Немрут в Турции, на широте . Он лучше виден в таких местах, как побережье Мексиканского залива и Флорида, а также на острове Крит (Греция), где лучшее время для наблюдения — около 9 вечера в конце января и начале февраля. Канопус имеет цветовой индекс B–V равный +0,15 (где 0 соответствует бело-голубому цвету), что указывает на то, что он по сути белый, хотя его также описывали как желтовато-белый. Спектральный тип Канопуса указан как F0 и, немного теплее, A9. Он менее желтый, чем Альтаир или Процион, с индексами, измеренными как 0,22 и 0,42 соответственно. Некоторые наблюдатели могли воспринимать Канопус как желтоватый из-за его низкого положения над горизонтом и, следовательно, подверженности атмосферным эффектам. Патрик Мур говорил, что он никогда не видел его ни в каком другом цвете, кроме белого. Болометрическая поправка для Канопуса составляет 0,00. Канопус не считается членом какой-либо близлежащей молодой звездной группы. В 2014 году астроном Эрик Мамажек сообщил, что чрезвычайно магнитно активный карлик M (с сильным корональным рентгеновским излучением), расположенный на 1,16 градуса южнее Канопуса, по-видимому, имеет общее собственное движение с Канопусом. Проекционное расстояние до карлика M 2MASS J06234738-5351131 («Канопус B») составляет примерно 1,9 парсека. Однако, несмотря на такое большое расстояние, он все еще находится в пределах предполагаемого приливного радиуса (2,9 парсека) для массивной звезды Канопус.

Роль в навигации

Юго-восточная стена Каабы в Мекке ориентирована на точку восхода Канопа и также называется Януб. Бедуины Негева и Синая знали Канопус как Сухайл и использовали его вместе с Полярной звездой в качестве двух главных звёзд для ночной навигации. Поскольку он скрывается за горизонтом в этих регионах, он ассоциировался с переменчивым характером, в отличие от всегда видимой Полярной звезды, которая является циркумполярной и, следовательно, «непоколебимой». Южный небесный полюс можно приблизительно определить, используя Канопус и другую яркую звезду, Ахернар, так как они образуют равносторонний треугольник. Канопус лежит на воображаемой линии, которая тянется в одну сторону к Сириусу и к южному небесному полюсу. Яркость и удалённость Канопуса от эклиптики делают его полезным для космической навигации. Многие космические аппараты оснащены специальной камерой, известной как «звёздный трекер Канопус» (Canopus Star Tracker), а также датчиком Солнца для определения ориентации. В 1964 году аппарат Mariner 4 впервые использовал Канопус для стабилизации по второй оси (после фиксации на Солнце).

Спектр

До XX века западные ученые мало изучали Канопус. В 1897 году ему был присвоен спектральный класс F, что стало одним из первых примеров применения этого расширения к классу Secchi I, используемому для звезд, у которых водородные линии относительно слабы, а кальциевая линия K – относительно сильна. В каталоге Генри Дрейпера Канопус был указан как стандартная звезда F0, при этом спектральный тип F0 описывался как имеющий водородные линии в полсилы звезды A0 и кальциевую линию K в три раза сильнее Hδ. Американский астроном Джесси Гринштейн интересовался звездными спектрами и использовал недавно построенный телескоп Отто Струве в обсерватории Макдональд для детального анализа спектра звезды. В 1942 году он сообщил, что спектр характеризуется преобладанием сильных широких водородных линий. Также в нем присутствуют линии поглощения углерода, азота, кислорода, серы, железа и многих ионизированных металлов. Канопус был изучен в ультрафиолетовом диапазоне ранним астрономическим спутником Gemini XI в 1966 году. Ультрафиолетовые спектры соответствовали спектру F0-сверхгиганта с температурой 6900 K, что в то время считалось общепринятыми параметрами для Канопуса. Астрономы из Новой Зеландии Джон Херншо и Кришна Десикачари провели более детальное исследование спектра и опубликовали свои результаты в 1982 году. Когда классы светимости были добавлены к системе спектральной классификации МК, Канопусу был присвоен класс Iab, указывающий на сверхгигант промежуточной светимости. Это было основано на относительной интенсивности определенных спектральных линий, чувствительных к светимости звезды. В 5-м издании каталога ярких звезд ему присвоен спектральный класс F0II, класс светимости указывает на яркого гиганта. Профили линий Балмера и интенсивность кислородных линий позволяют оценить размер и светимость Канопуса. С учетом влияния скорости вращения звезды на спектральные линии, спектральный класс МК Канопуса был скорректирован до A9II. Более детальные наблюдения показали, что профили эмиссионных линий изменчивы и могут быть связаны с областями плажи на поверхности звезды. Эмиссия также наблюдается в других линиях, таких как h и k линии ионизированного магния.

Расстояние

До запуска спутникового телескопа Hipparcos оценки расстояния до Канопуса сильно различались — от 96 световых лет до 1200 световых лет (или от 30 до 370 парсек). Например, более ранняя оценка расстояния в 200 парсек (652 световых года) давала ему светимость , значительно превышающую современные оценки. Большее расстояние было получено из предположения об очень высокой абсолютной звездной величине Канопуса. Hipparcos определил расстояние до Канопуса как 310 (95) от Солнечной системы, основываясь на измерении параллакса 2007 года, равном 10,43. В настоящее время звезда удаляется от Солнца с радиальной скоростью 20 км/с. Примерно 3,1 миллиона лет назад Канопус достиг ближайшей точки к Солнцу на расстоянии около . Канопус обращается вокруг Млечного Пути с гелиоцентрической скоростью 24,5 км/с и низкой эксцентриситетом 0,065.

Физические характеристики

Линии поглощения в спектре Канопуса слегка смещаются с периодом 6,9. Это было впервые обнаружено в 1906 году, и доплеровские сдвиги были интерпретированы как орбитальное движение. Даже была рассчитана орбита, но такого компаньона не существует, а небольшие изменения радиальной скорости обусловлены движениями в атмосфере звезды. Максимальные наблюдаемые радиальные скорости составляют всего 0,7–1,6. Канопус также обладает магнитным полем, которое изменяется с тем же периодом, что и изменения, обнаруженные по зеемановскому расщеплению его спектральных линий. Канопус ярко светит в микроволновом диапазоне и является одной из немногих звезд класса F, зарегистрированных радиоастрономическими наблюдениями. Период вращения звезды точно не известен, но может превышать триста дней. Проектируемая скорость вращения измерена как 9 км/с. Для определения углового диаметра Канопуса, равного 6,9", использовалась очень длиннобазисная интерферометрия. В сочетании с расстоянием, вычисленным по параллаксу, измеренному спутником Гиппаркос, это дает радиус, в 71 раз превышающий радиус Солнца. Радиус и температура Канопуса относительно Солнца означают, что он в 10 700 раз ярче Солнца, а его положение на диаграмме Герцшпрунга — Рассела относительно теоретических эволюционных треков указывает на то, что его масса в 8,0 раз больше массы Солнца. Канопус является источником рентгеновского излучения, которое, вероятно, генерируется его короной, нагретой магнитным полем до нескольких миллионов Кельвинов. Температура, вероятно, стимулируется быстрым вращением в сочетании с сильной конвекцией, проникающей через внешние слои звезды. Интенсивность мягкого рентгеновского излучения, исходящего из субкороны, значительно ниже, чем интенсивность жесткого рентгеновского излучения короны. Аналогичное поведение наблюдалось и у других сверхгигантов класса F, таких как α Персея, и теперь считается нормальным свойством для таких звезд. Положение Канопуса на диаграмме HR указывает на то, что он в настоящее время находится на стадии сжигания гелия в ядре. Модели эволюции звезд на голубой петле показывают, что длина голубой петли сильно зависит от вращения и процессов смешения внутри звезды. Трудно определить, эволюционирует ли звезда в настоящее время к более высоким температурам или возвращается к более низким, поскольку эволюционные треки для звезд с разной массой перекрываются во время прохождения голубой петли. Канопус расположен на теплой стороне полосы нестабильности и не пульсирует, как цефеиды с аналогичной светимостью. Однако его атмосфера кажется нестабильной и демонстрирует сильные признаки конвекции. Вавилоняне называли Канопус МУЛ.НУНКИ, что переводится как «звезда города Эриду». Эриду был самым южным и одним из древнейших шумерских городов. Оттуда открывается хороший вид на юг, поэтому около 6000 лет назад, из-за прецессии оси Земли, первый восход Канопуса в Месопотамии можно было наблюдать только оттуда, на южном меридиане в полночь. Сегодня звезда Сигма Стрельца известна под общим названием Нунки. Канопус не был виден древним грекам и римлянам на материке, но был виден древним египтянам. Поэтому Арат не упоминал эту звезду, поскольку она оставалась ниже горизонта, в то время как Эратосфен и Птолемей, наблюдая из Александрии, называли ее Канобосом. Египетский жрец-поэт во времена Тутмоса III упоминает звезду как Карбану, «звезду, которая изливает свой свет в огненном мгновении, когда рассеивает утреннюю росу». Греческий астроном Посидоний использовал наблюдения за Канопом для довольно точного вычисления окружности Земли примерно в 90–120 гг. до н.э. [[File:Statue of Averroes in Córdoba, Spain. jpg|thumb|upright|Аверроэс, который использовал свои наблюдения за Канопом в 1153 году в Марракеше, когда звезда была невидима в его родной Испании, в качестве аргумента в пользу того, что Земля круглая]]. Агастья считает, что эта звезда «очищает воды», и ее восход совпадает с успокоением вод Индийского океана. Поэтому она считается сыном Пуластьи, сына Брахмы. Плиний Старший и Гай Юлий Солин описывают Канопус как самую большую, яркую и единственный источник звездного света для мореплавателей вблизи острова Тамрапарни (древняя Шри-Ланка) во время многих ночей.

Китай

Канопус был описан как Шоу Син, Звезда Долголетия, в «Шицзи» (Записях Великого Историка), завершенном в 94 году до н.э. китайским историком Сыма Цянем. Опираясь на источники периода Сражающихся царств, он отметил, что эта звезда является южным соответствием Сириусу. В то время её также отождествляли со Старым человеком Южного полюса. Персонификация Канопуса как Звезды Старого Человека получила распространение в династии Тан, где она часто встречалась в поэзии и мемориалах. Позднее, во времена династии Мин, звезда была установлена как одна из Трех звезд (Фу Ло Шоу) и часто изображалась в искусстве и литературе того времени. В Монголии же Канопус олицетворялся как Белый Старик. Гавайцы называли Канопус Ke Alii o kona i ka lewa, «Вождь южной широты»; это была одна из звезд, которыми пользовались Гавайилоа и Ки во время своих путешествий в Южный океан. У народа маори Новой Зеландии/Аотеароа было несколько названий для Канопуса. Арики («Высокородный») считался одинокой звездой, появлявшейся на востоке и заставлявшей людей плакать и воспевать. Они также называли её Атутахи, Аотахи или Атуатахи, что означает «Стоять в одиночестве». Её обособленность указывает на то, что это звезда тапу, поскольку люди тапу часто одиноки. Появление звезды в начале сезона Маруароа предвещает наступление зимы: лучи света, направленные на юг, указывают на холодную и влажную зиму, а на север – на мягкую. При появлении звезды ей приносили подношения еды. С этим именем связано несколько мифов. Одна история рассказывает о том, как Атутахи остался за пределами корзины, символизирующей Млечный Путь, когда Тане его сплел. Другой связанный миф гласит, что Атутахи был первенцем Ранги, который отказался войти в Млечный Путь, поэтому повернул его в сторону и поднялся раньше него. То же название используется для других звезд и созвездий по всей Полинезии. Kapae poto, «Короткий горизонт», указывает на то, что звезда редко заходит за горизонт, как это видно в Новой Зеландии; Kauanga («Одинокий») было названием Канопуса только тогда, когда он был последней звездой, видимой перед восходом солнца. У жителей островов Общества и туамоту было по два названия для Канопуса. Жители островов Общества называли Канопус Taurua e tupu tai nanu, «Праздник, откуда приходит морской прилив», и Taurua nui o te hiti apatoa, «Великий праздник южной границы», а народ туамоту называл звезду Te Tau rari и Marere te tavahi, причем последнее, как говорят, является истинным названием первого, «Тот, кто стоит один».

Африка

В мифологии гуанчей острова Тенерифе (Испания) звезда Канопус была связана с богиней Чаксиракси. Народ цвана в Ботсване знал Канопус как Нака. Появляясь поздно зимой, она предвещала усиление ветров и время листопада. Владельцы скота знали, что пора сводить овец с баранами. В южной Африке народы сото, цвана и венда называли Канопус Нака или Нанга, «Звезда-Рог», а зулу и свази – inKhwenkwezi, «Блестящая звезда». Она появляется в предрассветном небе в третью неделю мая. По преданию венда, первый увидевший Канопус должен был протрубить в рог фалафала с вершины холма, получая в награду корову. Вожди сото также награждали коровами и приказывали своим целителям бросать костяные кости и предсказывать судьбу на следующий год. Для носителей языка ǀXam, бушменов Южной Африки, Канопус и Сириус сигнализировали о появлении термитов и летающих муравьев. Они также верили, что звезды обладают силой приносить смерть и несчастье, и молились Сириусу и Канопусу, чтобы те даровали удачу или умение. Народ ǃKung из пустыни Калахари в Ботсване считал Канопус и Капеллу рогами тсхум (Плеяды), появление всех трех знаменовало конец сухого сезона и начало сезона дождей.

Северная и Южная Америка

Навахо наблюдали за звездой и назвали ее Maʼii Bizòʼ, «Звезда Койота». Согласно легенде, Маии (Койот) участвовал в наименовании и размещении звездных созвездий во время сотворения Вселенной. Он поместил Канопус точно на юге, назвав его в свою честь. Народ калапало из штата Мату-Гросу в Бразилии видел Канопус и Процион как Кофонго, «Утку», а Кастор и Поллукс изображали его руки. Появление этого астеризма предвещало начало сезона дождей и увеличение урожая маниоки, основного продукта питания, которым угощали гостей на празднествах.

Австралия

Канопус отождествляется с предком-родоначальником Waa "Ворон" у некоторых народов Кори в юго-восточной Австралии. Народ Буронг из северо-западной Виктории вспоминал, что Война (Каноп) был братом Варепила (Сириуса) и что он принес огонь с небес и передал его человечеству. Его женой была Колоугуллурическая Война (Eta Carinae). Народ Пирт-Копан-ноот из западной Виктории рассказывает о Ваа "Вороне", который влюбился в королеву Гнеангар "Клинохвостый орел" (Сириус) и ее шести служанок (Плеяды). Отвергнутый в своих ухаживаниях, он узнает, что женщины ищут личинок, и превращается в личинку. Когда женщины выкапывают его, он превращается в гиганта и уносит ее. Народ Кулин знает Канопус как Ло ан Тука. В преданиях аборигенов Тасмании Канопус – это Дромерден, брат Моини; они подрались и упали с неба, при этом Дромерден упал в залив Луиза на юго-западе Тасмании. Астроном Дуэйн Хамачер отождествил Канопус с Моини в статье, датирующей устную традицию аборигенов Тасмании поздним плейстоценом, когда Канопус был гораздо ближе к южному небесному полюсу.

В популярной культуре

Вымышленная планета Арракис, из романа Фрэнка Герберта "Дюна", написанного в 1965 году, вращается вокруг Канопуса.