Звезда Альнитак и её соседи в созвездии Ориона

На расстоянии 1,260 световых лет от Земли, в направлении созвездия Ориона, расположена звезда, которая в десять тысяч раз ярче нашего Солнца. Эта звезда называется Альнитак, что в переводе с арабского означает «пояс». На самом деле, под этим именем подразумеваются три центральные звезды созвездия, включая Альнилам и Минтаку. Для китайцев эти три звезды были известны как «Стержень весов», где вес символизировался звёздами, составляющими меч Ориона, вблизи которого находится знаменитая туманность Мессье 42.

О звезде

Альнитак — довольно молодая звезда, её возраст составляет около 7 миллионов лет. Для сравнения, наш Солнце существует уже 4.5 миллиарда лет. Это нормально для сверхгигантских звёзд, которые, как правило, имеют короткий срок жизни, исчерпывая своё водородное топливо в течение нескольких десятков миллионов лет. Альнитак имеет массу, равную как минимум тридцати массам Солнца, и радиус, превышающий солнечный в двадцать раз. Большая часть её яркости находится в ультрафиолетовом диапазоне, что делает её ещё более яркой — по крайней мере, в восемьдесят тысяч раз ярче нашего светила. С Земли она выглядит как яркая голубоватая звезда с видимой звездной величиной 1.7, что делает её тридцатым по яркости объектом на небосводе и пятой в своём созвездии Ориона.

Однако интересные факты о Альнитак не заканчиваются на этом: она является двойной звездой, имеющей спутник — голубую гигантскую звезду с видимой величиной 4.2, открытой в 1819 году астрономом-любителем Джорджем К. Куновским. Этот спутник находится на видимом расстоянии всего 3.2 угловых секунды от основной звезды и вращается вокруг общего центра масс с периодом около 1,500 лет на среднем расстоянии 102 миллиарда километров при наклоне орбиты 72°.

В 1998 году было обнаружено, что основная звезда, известная также как Альнитак A, имеет ещё одного спутника, который не виден даже через мощнейшие телескопы. Его существование было установлено благодаря спектроскопическим исследованиям. Эта звезда, названная Альнитак Ab, имеет массу около 14 солнечных масс и яркость, в 1,300 раз превышающую солнечную. Среднее расстояние между двумя звёздами не должно превышать 2.4 миллиарда километров, при этом орбитальная эксцентриситет настолько высок, что расстояние может сокращаться до 1.4 миллиарда километров. Период обращения этих звёзд вокруг общего центра масс составляет всего 7.4 года, а видимое расстояние между ними с Земли не может превышать 42 миллисекунд дуги, что в 76 раз меньше, чем расстояние между компонентами A и B. Для сравнения, расстояние между звёздами A и Ab почти в 43,000 раз меньше видимого размера Луны, наблюдаемой невооружённым глазом с Земли. На расстоянии 57 угловых секунд находится ещё одна звезда девятой величины, яркость которой в 13 раз превышает солнечную. Хотя её иногда называют Альнитак C, она не связана гравитационно с системой Альнитак.

В опубликованном снимке, сделанном 14 октября 2021 года в 01:49 по всемирному времени из Сассари (Сардиния, Италия), яркость Альнитак очевидна, а также заметна присутствие спутника B, что проявляется в асимметрии светового ореола звезды. Эта фотография является результатом наложения шести различных изображений, каждое из которых было экспонировано в течение 10 минут с помощью 250-миллиметрового Ньютона от Skywatcher с фокусным расстоянием 1250 мм и CCD-камерой QHY8L, охлажденной до -15°C. На фотографии также присутствуют другие удивительные объекты, которые кажутся «чуждыми» звёздам: туманность «Пламя», известная как NGC 2024, эмиссионная туманность NGC 2023, полностью охватывающая звезду с видимой величиной 7.8 и каталожным номером HD37903, а также ещё одна эмиссионная туманность, классифицированная как IC 434, на фоне которой выделяется знаменитая темная туманность «Головa лошади» (Барнард 33). Описание всех этих объектов было бы довольно долгим, поэтому я ограничусь кратким изложением их основных характеристик.

Другие объекты

В первую очередь, это туманность Пламя, или NGC 2024, которая находится на небольшом видимом расстоянии от Альнитак в направлении восточно-северо-востока (внизу, немного слева на фото). Это диффузная туманность, состоящая преимущественно из ионизированного водорода, в центре которой находится темная облачность межзвёздной пыли, придающая ей форму пламени. Она была открыта визуально Уильямом Гершелем в 1796 году, но только с помощью длинных экспозиций стало возможным оценить её реальные размеры, равные примерно половине градуса, что соответствует размеру Луны на небе, видимой невооружённым глазом, и реальному диаметру около 26 световых лет. Однако источником ионизации газов туманности, как можно было бы предположить, не является звезда Альнитак, так как она находится слишком далеко, чтобы её мощные радиации могли влиять на водород туманности и выбивать из него единственный электрон, из которого состоят его атомы. Источник ионизации следует искать в группе голубых гигантских звёзд, расположенных чуть южнее туманности и находящихся в ней, поэтому они не видны. Две основные звезды, ответственные за процессы ионизации, называются IRS2 и IRS2b, и первая из них также показывает загадочные радиоизлучения и расположена в центральной части темной туманности: это очень молодые звезды, ещё частично погруженные в тот газ и пыль, который представляет собой своего рода «плаценту» звёзд. Эти обширные регионы ионизированного водорода также называются регионами HII, и эта конкретная туманность находится на расстоянии около 1,500 световых лет от Земли.

Пространство водорода

Неподалёку, к югу, находится небольшая, но четко определённая туманность NGC 2023, которая светится от отражённого света звезды HD37903, находящейся внутри неё. Это самая южная светящаяся часть региона, называемого Орион B, который расположен к востоку от пояса Ориона. Вместе с Орион A, расположенной в области меча Ориона, где находится туманность Мессье 42, она образует обширный Молекулярный комплекс Ориона, то есть большую межзвёздную облачность молекулярного водорода (H2), находящуюся на расстоянии от 1,500 до 1,600 световых лет от Земли и простирающуюся в пространстве на сотни световых лет. Внутри NGC 2023 находится как минимум шестнадцать инфракрасных источников, составляющих кластер очень молодых звёзд, и единственной видимой из них является именно HD37903, так как она самая массивная и единственная, не закрытая межзвёздной пылью.

Туманность IC 434, в свою очередь, гораздо больше похожа на NGC 2024: это также эмиссионная туманность и, по сути, ещё одна Регион HII, состоящая в основном из ионизированного водорода. Она расположена ещё южнее NGC 2023 и фактически образует юго-западный край комплекса Орион B: её атомы водорода возбуждаются звездой Сигма Ориона, которая находится более на западе и вне поля зрения моего снимка. Простираясь в направлении севера и юга, эта туманность достигает одного с половиной градуса в видимых размерах, и именно благодаря ей мы можем наблюдать тёмную туманность Барнард 33, более известную как «Голова лошади», которая накладывается на нашу линию наблюдения.

Голова лошади

Также известная под каталожным номером Барнард 33, это, вероятно, самая известная тёмная туманность на небе; её впервые обнаружила астроном Уильмина Флеминг в 1888 году на фотопластинах, сделанных в обсерватории колледжа Гарварда в США, и её почти невозможно увидеть визуально, даже с помощью мощных телескопов. На самом деле, это хаотичное облако газа и межзвёздной пыли, имеющее массу в 27 раз больше солнечной, чья форма, исключительно благодаря удачному перспективному совпадению, напоминает голову лошади. Внутри неё находятся многие новорожденные звёзды, которые излучают в основном в инфракрасном диапазоне. Согласно современным теориям, это облако имеет большую плотность, чем окружающие его области, и разрушается под действием фотолиза, вызванного мощной радиацией близлежащих звёзд, в частности, Сигмы Ориона. Фактически, вся туманность находится на ранней стадии процесса, который приведет к образованию глобулы Бока, тёмной туманности, гораздо более конденсированной, в которой затем произойдут процессы звездообразования; считается, что она полностью разрушится в течение 5 миллионов лет.

Этот объект стал сценой для многих научно-фантастических произведений: в романе «Тиран миров» Айзека Азимова, который можно считать предшествующим событиям, описанным в знаменитой саге «Фонд» и падении Галактической Империи, упоминаются «небулярные царства», которые находятся за пределами туманности. В «Гидe по Галактике для автостопщиков» Дугласа Адамса планета Магратея расположена внутри этой туманности.

В итоге, объекты, «чуждые» Альнитак, на самом деле не так уж и чужды: это всего лишь разные стадии материи в общем контексте звёздной эволюции. Великая звезда-гигант происходит из звёздного облака, состоящего из газа и пыли, подобно тем, что её окружают, и откуда, в конечном итоге, и произошли мы сами.

Фотография

В начале этого краткого обзора я уже упоминал технические данные, касающиеся фотосъёмки, и теперь хотел бы углубиться в детали, чтобы предоставить полезные рекомендации и сделать некоторые заключения. Опубликованное изображение является результатом наложения шести экспозиций по 10 минут каждая, выполненных с помощью 250-миллиметрового Ньютонского телескопа от Skywatcher с фокусным расстоянием 1,250 (f/5); камера для съёмки была CCD QHY8L, охлаждённая до -15°C, вся система была установлена на экваториальной монтировке Skywatcher EQ6Pro. Сопровождение было осуществлено с помощью рефрактора 60/700, установленного параллельно основному трубке, к которому была подключена CMOS-камера ZWO ASI 120MC, всё это управлялось программным обеспечением PHD2; сама монтировка находилась под контролем программы SkyChart (Cartes du Ciel). Сбор данных был завершён с помощью программы APT (Astro Photography Tools), а обработка была выполнена с использованием Maxim DL4 с финальными корректировками через GIMP и другие графические и фотошоп-программы.

Заключение

Фотографирование таких объектов связано с множеством проблем, связанных с правильной экспозицией: как и в случае с туманностью Ориона (Мессье 42), часть поля зрения занимает источник света, который может затмить более слабые объекты. Специфика работы с такими туманностями требует тщательной подготовки и понимания особенностей работы с оборудованием и обработки полученных изображений.