Легенда о красной звезде

Литература о тайнах Сириуса берет свое начало с текста доклада, который сделал Т. Баркер на заседании Королевского общества в Лондоне 31 января 1760 года. В то время живо обсуждался вопрос об «изменениях звезд», и Баркер обратил внимание на то, что белый Сириус в античной литературе неоднократно описан как звезда красного цвета. Например, Сенека отметил, что «Каникула [так называли в Древнем Риме Сириус. — A.A.] краснее, Марс мягче, Юпитер бесцветен». Гораций характеризовал тогда Сириус эпитетом «красный». А Клавдий Птолемей в своем знаменитом «Альмагесте» поместил Сириус в группу «желтоватых» (гипокирос) звезд. Хотя эти звезды (Альдебаран, Бетельгейзе, Арктур, Антарес, Поллукс) в наше время принято называть «красными», на самом деле они скорее желтовато-красноваты. Цветовые впечатления нередко обманчивы. Например, «кровавый Марс» в телескоп выглядит лишь желто-оранжевым шариком. «Кровавым» он кажется на темно-синем фоне неба, рядом с «голубыми» звездами. Так что эпитет Птолемея «желтоватые» вполне уместен. Но теперь Сириус причисляют к белым звездам. С помощью современных электрофотометров астрономы измерили «показатель цвета» звезды, оказавшийся нулевым.

Эта загадка не давала покоя многим ученым. Ее обсуждали такие известные астрономы и филологи XIX–XX вв. Например, Ф. Араго, А. фон Гумбольдт, К. Лундмарк, Д.Я. Мартынов, Т. Си, В. Шлоссер и В. Бергманн считали, что Сириус был красным в начале нашей эры. А перемена цвета звезды произошла между II и X веками, когда арабский астроном ас-Суфи увидел его явно белым. Теория звездной эволюции испытывает трудности в объяснении столь быстрой перемены цвета без вспышки сверхновой звезды, не заметить которую у близкого и яркого Сириуса просто невозможно. Ведь такая вспышка осветила бы Землю как Солнце! Поэтому были предложены экзотические объяснения. Например, Д.Я. Мартынов, Ф. Д'Антона и И. Мазителли предположили, что красным лишь на время был спутник Сириуса, именуемый «Сириус В». А В.В. Рубцов даже призвал на помощь инопланетян, которые якобы осуществили «искусственное, астроинженерное вмешательство в эволюцию этой системы, предпринятое, по-видимому, с целью предотвратить взрыв Сириуса В как Сверхновой звезды».

Другая же группа специалистов (Р. Кераджоли, X. Остхофф, А. Паннекук, Дж. В. Скиапарелли и др.) вовсе отрицает красноту древнего Сириуса. Нашлись не менее авторитетные древние описания Сириуса как… белой или голубой звезды. Например, еще около 100 г. до н. э. «Главный астроном» Китая Сыма Цянь определял цвета ярких звезд. Он упомянул Сириус (Ланг) как белое светило. И век спустя древнеримский поэт Манилий писал: «Хотя она [звезда Сириус. — А.А.] и стоит далеко, но отбрасывает холодные лучи от своего лазурно-голубого лица».

Однако в одном вавилонском клинописном тексте упомянут Сириус (Как-си-ди), который восходит поздними осенними вечерами и «светит как медь». Здесь заключается намек на разгадку. Ведь Солнце и Луна также кажутся красными у горизонта из-за более сильного рассеяния и поглощения голубых лучей в атмосфере Земли. Аналогично должен краснеть и Сириус. В 1930 г. К. Графф проверил это предположение. Его тщательные определения цвета показали, что Сириус имеет желтый цвет на высотах 2–5 градусов над горизонтом и становится отчетливо красным на высотах ниже 2 градусов.

А ведь именно на восходе высматривали Сириус древние астрономы и жрецы. В Древнем Египте так определяли время очередного разлива Нила. Более того, по свидетельству греческого астролога Гефестиона из Фив, будущее Египта связывали именно с цветом восходящей звезды: «Египтяне говорят, что если Сириус восходит ярким и белым, при своем появлении сияет, то Нил поднимется высоко и будет изобилие, но если он восходит огненным и красноватым, то быть войне…» Очевидно, если Сириус был тогда красным сам по себе, то показаться белым он бы уже не смог. Поднявшись достаточно высоко над горизонтом, Сириус снова становится белым, что объясняет расхождения древних авторов в описании цвета звезды.

У древних были и другие причины называть Сириус красным, даже если он был белым. Поскольку эту звезду связывали с наступлением жаркого сезона, с неурожаем от зерновой ржавчины, с рыжим псом и огнем, Сириусу могли приписывать красный, огненный цвет чисто символически.

Загадка решена и нет нужды в экзотических гипотезах? Как будто так. Но все же не дает покоя один странный случай, когда ничем не примечательная звезда изменяла свой цвет с красного на белый буквально на глазах астрономов! Так, известный английский астроном Дж. Р. Хайнд писал на страницах «Ежемесячных Записок Королевского Астрономического Общества» (1851):

«За исключением несколько сомнительного изменения вида Сириуса, мне неизвестно какое-либо упоминание о бесспорном изменении цвета неподвижной звезды. Я могу представить один такой случай на основании моих собственных наблюдений за последние 2 года звезд, лежащих около эклиптики. 3 сентября 1848 г. одна «очень красная» из них была нанесена на карту… Поскольку я неоднократно встречался с красноватыми переменными звездами, этот объект пристально наблюдался с тех пор, но никаких изменений не было обнаружено до вечера 14 ноября этого года, когда я нашел звезду несомненно голубоватой, красный оттенок исчез полностью. Возможно, более точно ее можно было бы описать как голубовато-белую».

Этот случай был забыт более 130 лет, пока им не занялись астрономы Б. Вернер (Кейп-Таунский университет) и X. Снеден (Университет Техаса). Они отождествили загадочный объект Хайнда со слабой звездочкой девятой величины, известной среди специалистов под номером HD38451. Наблюдения показали, что эта звёзда похожа на Сириус и имеет температуру поверхности тоже около 9000 градусов Цельсия. Но, в отличие от Сириуса, звезда Хайнда окружена прозрачной газовой оболочкой, которая была извержена звездой относительно недавно. Возможно, расширяющийся газ остывал и сгущался в мелкую пыль, которая могла заставить звезду покраснеть. Но тогда звезда уменьшила бы яркость в 10–20 раз. Однако Хайнд не смог заметить каких-либо изменений ее яркости, и эта загадка остается нерешенной.

Изменения цвета объект HD38451 демонстрировал неоднократно. Например, уже через четверть века после того, как Хайнд видел его голубоватым, это светило попало в каталог красных звезд. Вот эволюция цвета объекта Хайнда по Т. Эспину и Дж. Бирмингему: бледно-желтый (01.01.1876), бледно-оранжевый (05.02.1876), красный (08.01.1879), оранжевый (11.01.1879), белый (10.01.1888). По измерениям 1986–1987 гг. объект можно описать как бледно-желтый. Таким же его увидел и астрометрический спутник Земли «Гиппарх» в 1991 г. А вот переменность блеска этой звезды только предполагалась и то слишком малой для таких радикальных вариаций цвета — всего 0,4 звездной величины. Впрочем, даже после многомесячных измерений яркости звезды Хайнда «Гиппархом», переменность этой звезды так и не была доказана, и HD 38451 не вошла в «Общий каталог переменных звезд»(2000).

Разумеется, эта загадочная звездочка нуждается в постоянном присмотре. Найти ее можно по прилагаемой карте, построенной поданным «Гиппарха». Возможно, одному из читателей удастся вновь увидеть звезду красной и привлечь внимание профессиональных исследователей. Не исключено, что такие же фокусы когда-то показывал и похожий на нее Сириус…

Рис. 42. Таинственная звезда HD 38451 (отмечена стрелкой) по неизвестной причине становилась то красной, то белой на глазах астрономов. Вел ли себя так же и Сириус?

Новый свет на загадку могут пролить аналогичные случаи изменения цвета других звезд. Еще основатель Пулковской обсерватории, академик В.Я. Струве видел спутник звезды ? Лебедя то голубым (1826–1833 гг.), то «замечательно красным» (1836). Красным его видели в XIX веке Р. Энгельманн и Н. Дунер независимо друг от друга, а Ж. Перротэн приписал ему оранжевый цвет. Но по современным данным объект желтоват. Практически тот же цвет имеет и главный компонент этой двойной звезды. Поэтому красный цвет спутника m Лебедя трудно объяснить традиционными ссылками на иллюзию цветового контраста. Ведь контраста здесь практически нет.

Старинный «Каталог красных звезд» Т. Эспина и Дж. Бирмингема (1890) содержит отнюдь не только красные светила. Казалось бы, ничего удивительного — межзвездная пыль иногда заставляет краснеть даже горячие голубые звезды. Однако тогда и их показатель цвета должен быть большим. Показателем цвета (В — V) астрономы называют разность звездных величин объекта, измеренных через стандартные светофильтры голубого (В) и желто-зеленого (V) цветов. У голубых звезд В — V < 0; у белых: В — V > 0; у красных: В — V > 1. Но, к своему удивлению, обнаруживаю в каталоге целый ряд «красных» звезд, которые в наше время имеют вполне «белые» — нулевые, и даже «голубые» — отрицательные показатели цвета! Вот лишь некоторые примеры.

Довольно известная голубая звезда и Геркулеса 5-й величины числится в «Каталоге красных звезд» Эспина и Бирмингема. Ошибка? Беру с полки старинный «Звездный атлас для небесных наблюдений», составленный Я. Мессером (С.-Пб., 1901). На странице 180 описан цвет и Геркулеса — желто-красный. И в книге Й.И. Литрова «Тайны неба» (С.-Пб., 1904, с. 644) звезда описана как оранжевая. Наконец, в таблице «Главнейших из красных и оранжевых звезд» (К. Фламмарион «Звездное небо и его чудеса», С.-Пб., 1899, с. 625) и Геркулеса упомянута как «красная». Но в банке звездных данных S1MBAD по современным измерениям звезда явно голубая: В — V= —0,17 +0,01! Спутник слабее звезды на 5 величин и явно не мог исказить ее цвет.

Аналогично три другие «красные звезды» Эспина и Бирмингема (HD 64455, HD 168957 и HD 176502) имеют сейчас вполне «голубые» показатели цвета. А звезды HD 64486, HD 99803, HD 112131, HD 134796 можно уверенно называть белыми, поскольку у них: —0,07 < В — V < 0,07.

Более века спустя мы склонны не доверять визуальным наблюдениям XIX столетия. Но даже тогда только дальтоник мог бы спутать красный и голубой цвета у относительно ярких звезд. Репутация же каталога Т. Эспина и Дж. Бирмингема такова, что и теперь его тщательно модернизированная версия выставлена в Интернете для всеобщего пользования.

Ну а что же современная высокоточная фотометрия, регистрирует ли она цветные аномалии звезд? Увлекательное исследование на эту тему удалось выполнить с помощью компакт-диска Celestia 2000 Европейского Космического Агентства. Замечательная оболочка этого приложения позволяет задавать сложные критерии поиска и делать выборки звезд из каталогов астрометрического спутника «Гиппарх». Эти каталоги содержат данные на более чем миллион звезд и обобщают результаты как наземных наблюдений («Входной каталог Гиппарха», далее — HIC), так и орбитальные измерения (каталог «Тихо», далее — TYC).

Сравнивая показатели цвета, определенные по наземным наблюдениям и измеренные «Гиппархом», удалось выделить 5 звезд, которые формально покраснели, и одну «побелевшую». При этом их показатели цвета В — V в разных каталогах разнились не менее чем на 0,7. Аналогично нашлось еще 5 звезд, у которых показатели цвета оказались слишком низкими по сравнению с их температурами. Проверка в банке звездных данных SIMBAD и в первоисточниках позволила отсеять случаи возможной путаницы, когда под одинаковыми номерами могли наблюдаться разные звезды. В результате можно указать наиболее вероятные случаи изменения показателя цвета и температуры звезды (см. таблицу). У всех звезд, перечисленных в таблице, переменность не обнаружена. Они одиночны и не имеют поблизости звезд, с которыми их можно было бы спутать. Но налицо вопиющие противоречия оценок цвета по данным разных каталогов.

Таблица 1. Изменения цвета звезд в современных каталогах[3]

Аномальным изменениям цвета звезд долго не везло. До сих пор им не предложено приемлемого объяснения. Поэтому велик соблазн отбросить их как грубые ошибки наблюдений. Но кто знает, не приведут ли старинные сообщения о цветных аномалиях звезд к уточнению наших представлений о звездной эволюции?

Учебники астрофизики рассматривают эволюцию звезды как медленный процесс, заметить который можно лишь на промежутках времени, несоизмеримых с жизнью человека. Но жизнь всегда оказывается сложнее любых моделей. Уже известны примеры эволюционных изменений звезд за какие-то десятилетия. Например, звезда FG Стрелы постепенно превратилась из горячей голубой звезды в оранжевую всего за полвека. А «объекту Сакураи» из того же созвездия для аналогичной трансформации хватило десятка лет.

Астрофизики винят в таких потрясениях изменение энерговыделения в недрах звезды на поздних стадиях ее эволюции. У массивных звезд ядерные реакции вообще сильно зависят от температуры: чем выше температура — тем больше выделяется энергии, соответственно повышается температура и т. д. Поэтому не исключены какие-то неучтенные неустойчивости, автоколебания, приводящие к относительно непродолжительным и циклическим перестройкам структуры звезды. Соответственно не запрещены изменения цвета на гораздо меньших промежутках времени, нежели требуется для «сглаженной» теоретической эволюции звезды.

Разумеется, гипотезы нуждаются в фактах. Вполне вероятно, что в старой литературе и в современных каталогах, насчитывающих сотни миллионов объектов, можно отыскать удивительные превращения звезд. Эта тайна ждет своих исследователей.