Вега — самая яркая звезда в северном созвездии Лиры . Она имеет обозначение Байера α Lyrae , которое латинизируется как Alpha Lyrae и сокращается до Alpha Lyr или α Lyr . Эта звезда находится относительно близко , всего в 25 световых годах (7,7 парсека ) от Солнца , и является одной из самых ярких звезд в окрестностях Солнца . Это пятая по яркости звезда на ночном небе и вторая по яркости звезда в северном небесном полушарии после Арктура .
Вега была тщательно изучена астрономами, что привело к тому, что ее назвали «возможно, следующей по важности звездой на небе после Солнца». [18] Вега была северной полярной звездой около 12 000 г. до н. э. и снова станет таковой около 13 727 г., когда ее склонение составит +86° 14′. [19] Вега была первой звездой, кроме Солнца, чье изображение и спектр были сфотографированы. [20] [21] Это была одна из первых звезд, расстояние до которой было оценено с помощью измерений параллакса . Вега функционировала как базовая линия для калибровки фотометрической шкалы яркости и была одной из звезд, используемых для определения нулевой точки для фотометрической системы UBV .
Вега составляет всего лишь около одной десятой возраста Солнца, но поскольку она в 2,1 раза массивнее, ее ожидаемая продолжительность жизни также составляет одну десятую от продолжительности жизни Солнца; обе звезды в настоящее время приближаются к середине своей главной последовательности . По сравнению с Солнцем, Вега имеет меньшее содержание элементов тяжелее гелия . [13] Вега также является переменной звездой , то есть звездой, яркость которой колеблется. Она быстро вращается со скоростью236 км/с на экваторе. Это заставляет экватор выпирать наружу из-за центробежных эффектов, и, как следствие, происходит изменение температуры по всей фотосфере звезды , достигающее максимума на полюсах. С Земли Вега наблюдается со стороны одного из этих полюсов. [22]
На основании наблюдений большего количества инфракрасного излучения, чем ожидалось, Вега , по-видимому, имеет околозвездный диск пыли . Эта пыль, вероятно, является результатом столкновений между объектами в орбитальном диске мусора , который аналогичен поясу Койпера в Солнечной системе . [23] Звезды, которые демонстрируют избыток инфракрасного излучения из-за пылевого излучения, называются звездами, подобными Веге. [24] Наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба показывают, что диск исключительно гладкий, без каких-либо признаков формирования массивными планетами, [25] хотя есть некоторые свидетельства того, что ближе к звезде могут быть одна или несколько планет с массой Нептуна. [26] [25]
α Lyrae ( латинизировано как Alpha Lyrae ) — обозначение звезды. Традиционное название Вега (ранее Вега [15] ) происходит от свободной транслитерации арабского слова wāqi ' ( арабский : واقع ), означающего «падение» или «приземление», через фразу an-nasr al-wāqi' ( арабский : النّسر الْواقع ), «падающий орел». [27] В 2016 году Международный астрономический союз (МАС) организовал Рабочую группу по названиям звезд (WGSN) [28] для каталогизации и стандартизации собственных имен для звезд. Первый бюллетень WGSN от июля 2016 года [29] включал таблицу первых двух партий названий, одобренных WGSN; в которую входило Вега для этой звезды. В настоящее время он занесен в Каталог звездных имен МАС . [30]
Вегу часто можно увидеть около зенита в средних северных широтах вечером летом в Северном полушарии . [31] Из средних южных широт ее можно увидеть низко над северным горизонтом зимой в Южном полушарии . При склонении +38,78° Вегу можно увидеть только на широтах к северу от 51° ю.ш. Поэтому она вообще не восходит нигде в Антарктиде или в самой южной части Южной Америки, включая Пунта-Аренас , Чили (53° ю.ш.). На широтах к северу от 51° с.ш. Вега постоянно остается над горизонтом как циркумполярная звезда . Около 1 июля Вега достигает полуночной кульминации , когда в это время пересекает меридиан . [32] Дополнительно, Вега устремляется вниз и целует горизонт на истинном севере в полночь 31 декабря/1 января, как видно с 51° с.ш.
Каждую ночь положение звезд, по-видимому, меняется по мере вращения Земли. Однако, когда звезда расположена вдоль оси вращения Земли, она останется в том же положении и, таким образом, называется полярной звездой . Направление оси вращения Земли постепенно меняется с течением времени в процессе, известном как прецессия равноденствий . Полный цикл прецессии требует 25 770 лет, [33] в течение которых полюс вращения Земли следует по круговой траектории через небесную сферу , которая проходит вблизи нескольких выдающихся звезд. В настоящее время полярной звездой является Полярная звезда , но около 12 000 г. до н. э. полюс был направлен всего на пять градусов от Веги. Благодаря прецессии полюс снова пройдет вблизи Веги около 14 000 г. н. э. [34] Вега является самой яркой из последовательных северных полярных звезд. [15] Через 210 000 лет Вега станет самой яркой звездой на ночном небе, [35] и достигнет пика яркости через 290 000 лет с видимой звездной величиной -0,81. [35]
Эта звезда находится в вершине широко разнесенного астеризма , называемого Летним Треугольником , который состоит из Веги и двух звезд первой величины: Альтаира в созвездии Орла и Денеба в созвездии Лебедя . [31] Это образование имеет приблизительную форму прямоугольного треугольника , в прямом углу которого расположена Вега . Летний Треугольник узнаваем в северном небе, поскольку в его окрестностях мало других ярких звезд. [36]
Астрофотография , фотография небесных объектов, началась в 1840 году, когда Джон Уильям Дрейпер сделал снимок Луны с помощью процесса дагерротипа . 17 июля 1850 года Вега стала первой звездой (кроме Солнца), которая была сфотографирована, когда ее сфотографировали Уильям Бонд и Джон Адамс Уиппл в обсерватории Гарвардского колледжа , также с помощью дагерротипа. [15] [20] [37] В августе 1872 года Генри Дрейпер сделал фотографию спектра Веги , первую фотографию спектра звезды, показывающую линии поглощения. [21] Подобные линии уже были идентифицированы в спектре Солнца. [38] В 1879 году Уильям Хаггинс использовал фотографии спектров Веги и подобных звезд, чтобы идентифицировать набор из двенадцати «очень сильных линий», которые были общими для этой категории звезд. Позднее они были идентифицированы как линии из серии водорода Бальмера . [39] С 1943 года спектр этой звезды служит одной из стабильных опорных точек, по которой классифицируются другие звезды. [40]
Расстояние до Веги можно определить, измерив ее смещение параллакса относительно фоновых звезд при вращении Земли вокруг Солнца. Джузеппе Каландрелли заметил звездный параллакс в 1805-6 годах и вывел для звезды значение в 4 секунды, что было сильно завышено. [41] Первым человеком, опубликовавшим параллакс звезды, был Фридрих Г. В. фон Струве , когда он объявил значение в 0,125 угловой секунды (0,125″ ) для Веги. [42] Фридрих Бессель скептически отнесся к данным Струве, и когда Бессель опубликовал параллакс 0,314″ для звездной системы 61 Лебедя , Струве пересмотрел свое значение параллакса Веги, почти удвоив первоначальную оценку. Это изменение вызвало еще больше сомнений в данных Струве. Таким образом, большинство астрономов того времени, включая Струве, приписывали Бесселю первый опубликованный результат параллакса. Однако первоначальный результат Струве был фактически близок к ныне принятому значению 0,129″, [43] [44] , определенному астрометрическим спутником Hipparcos . [4] [45] [46]
Яркость звезды, видимая с Земли, измеряется с помощью стандартизированной логарифмической шкалы . Эта видимая величина представляет собой численное значение, которое уменьшается с увеличением яркости звезды. Самые слабые звезды, видимые невооруженным глазом, имеют шестую величину, в то время как самая яркая на ночном небе, Сириус , имеет величину -1,46. Чтобы стандартизировать шкалу величин, астрономы выбрали Вегу и несколько похожих звезд и усреднили их яркость, чтобы представить нулевую величину на всех длинах волн. Таким образом, в течение многих лет Вега использовалась в качестве базовой линии для калибровки абсолютных фотометрических шкал яркости. [47] Однако это больше не так, поскольку видимая нулевая точка величины теперь обычно определяется в терминах конкретного численно заданного потока . Такой подход более удобен для астрономов, поскольку Вега не всегда доступна для калибровки и имеет разную яркость. [48]
Фотометрическая система UBV измеряет звездную величину через ультрафиолетовый , синий и желтый фильтры, получая значения U , B и V соответственно. Вега — одна из шести звезд A0V , которые использовались для установки начальных средних значений для этой фотометрической системы, когда она была введена в 1950-х годах. Средние звездные величины для этих шести звезд были определены как: U − B = B − V = 0. По сути, шкала звездных величин была откалибрована таким образом, чтобы звездная величина этих звезд была одинаковой в желтой, синей и ультрафиолетовой частях электромагнитного спектра . [49] Таким образом, Вега имеет относительно плоский электромагнитный спектр в визуальной области — диапазоне длин волн 350–850 нанометров , большую часть которого можно увидеть человеческим глазом, — поэтому плотности потоков примерно равны; 2000–4000 Ян . [50] Однако плотность потока Веги быстро падает в инфракрасном диапазоне и близка к100 Йе в5 микрометров . [51]
Фотометрические измерения Веги в 1930-х годах, по-видимому, показали, что звезда имела переменность малой величины порядка ±0,03 величины (около ±2,8% [примечание 1] светимости). Этот диапазон переменности был близок к пределам наблюдательных возможностей того времени, и поэтому тема переменности Веги была спорной. Величина Веги была измерена снова в 1981 году в обсерватории Дэвида Данлэпа и показала некоторую небольшую переменность. Таким образом, было высказано предположение, что Вега показывала случайные пульсации малой амплитуды, связанные с переменной типа Дельта Щита . [52] Это категория звезд, которые колеблются когерентным образом, что приводит к периодическим пульсациям в светимости звезды. [53] Хотя Вега соответствует физическому профилю для этого типа переменной, другие наблюдатели не обнаружили таких изменений. Таким образом, считалось, что переменность, возможно, является результатом систематических ошибок в измерениях. [54] [55] Однако в статье 2007 года были рассмотрены эти и другие результаты, и сделан вывод, что «Консервативный анализ приведенных выше результатов предполагает, что Вега, скорее всего, изменчива в диапазоне 1–2%, с возможными случайными отклонениями до 4% от среднего значения». [56] Кроме того, в статье 2011 года утверждается, что «долгосрочная (из года в год) изменчивость Веги была подтверждена». [57]
Вега стала первой одиночной звездой главной последовательности за пределами Солнца, известной как рентгеновский излучатель, когда в 1979 году ее наблюдали с помощью рентгеновского телескопа, запущенного на Aerobee 350 с ракетного полигона White Sands . [58] В 1983 году Вега стала первой звездой, у которой был обнаружен диск пыли. Инфракрасный астрономический спутник (IRAS) обнаружил избыток инфракрасного излучения, исходящего от звезды, и это было приписано энергии, испускаемой вращающейся пылью при ее нагревании звездой. [59]
Спектральный класс Веги — A0V, что делает ее сине-белой звездой главной последовательности , в ядре которой водород превращается в гелий . Поскольку более массивные звезды используют свое термоядерное топливо быстрее, чем более мелкие, продолжительность жизни Веги на главной последовательности составляет примерно один миллиард лет, что в десять раз меньше, чем у Солнца. [60] Текущий возраст этой звезды составляет около 455 миллионов лет, [61] или примерно половину ее ожидаемой общей продолжительности жизни на главной последовательности. Покинув главную последовательность, Вега станет красным гигантом класса M и сбросит большую часть своей массы, в конечном итоге превратившись в белого карлика . В настоящее время масса Веги более чем в два раза [22] больше массы Солнца, а ее болометрическая светимость примерно в 40 раз больше солнечной. Поскольку она быстро вращается, примерно один раз за 16,5 часов, [14] и видна почти со стороны полюса, ее видимая светимость, рассчитанная при условии, что она везде одинакова, примерно в 57 раз больше солнечной. [12] Если Вега переменная, то она может относиться к типу Дельта Щита с периодом около 0,107 дня. [52]
Большая часть энергии, вырабатываемой в ядре Веги, генерируется циклом углерод-азот-кислород ( цикл CNO ), процессом ядерного синтеза , который объединяет протоны для образования ядер гелия через промежуточные ядра углерода, азота и кислорода. Этот процесс становится доминирующим при температуре около 17 миллионов К, [62] что немного выше, чем температура ядра Солнца, но менее эффективно, чем реакция цепного синтеза протон-протон Солнца . Цикл CNO очень чувствителен к температуре, что приводит к образованию зоны конвекции вокруг ядра [63] , которая равномерно распределяет «пепел» от реакции синтеза в области ядра. Вышележащая атмосфера находится в лучистом равновесии . Это контрастирует с Солнцем, у которого есть зона излучения , центрированная на ядре, с вышележащей зоной конвекции. [64]
Поток энергии от Веги был точно измерен по сравнению со стандартными источниками света.5,480 Å , плотность потока составляет3650 Ян с погрешностью 2%. [65] В визуальном спектре Веги доминируют линии поглощения водорода; в частности, водородная серия Бальмера с электроном при главном квантовом числе n=2 . [66] [67] Линии других элементов относительно слабы, наиболее сильными являются ионизированный магний , железо и хром . [68] Рентгеновское излучение от Веги очень слабое, что свидетельствует о том, что корона у этой звезды должна быть очень слабой или отсутствовать. [69] Однако, поскольку полюс Веги обращен к Земле и может присутствовать полярная корональная дыра , [58] [70] подтверждение короны как вероятного источника рентгеновских лучей, обнаруженных от Веги (или области, очень близкой к Веге), может быть затруднено, поскольку большая часть корональных рентгеновских лучей не будет испускаться вдоль луча зрения. [70] [71]
Используя спектрополяриметрию , группа астрономов из Observatoire du Pic du Midi обнаружила магнитное поле на поверхности Веги . Это первое подобное обнаружение магнитного поля на звезде спектрального класса A, которая не является химически пекулярной звездой Ap . Средний компонент луча зрения этого поля имеет силу −0,6 ± 0,3 гаусс (Гс) . [72] Это сопоставимо со средним магнитным полем на Солнце. [73] Для Веги были зарегистрированы магнитные поля примерно в 30 Гс, по сравнению с примерно 1 Гс для Солнца. [58] В 2015 году на поверхности звезды были обнаружены яркие звездные пятна — первое подобное обнаружение для нормальной звезды А-типа , и эти особенности демонстрируют доказательства вращательной модуляции с периодом 0,68 дня. [74]
Вега имеет период вращения 16,3 часа [14], что намного быстрее периода вращения Солнца, но похоже и немного медленнее, чем у Юпитера и Сатурна . Из-за этого Вега значительно сплющена , как и эти две планеты.
Когда радиус Веги был измерен с высокой точностью с помощью интерферометра , это привело к неожиданно большому оценочному значению2,73 ± 0,01 радиуса Солнца . Это на 60% больше радиуса звезды Сириус, в то время как звездные модели показали, что он должен быть всего на 12% больше. Однако это расхождение можно объяснить, если Вега — быстро вращающаяся звезда, которая рассматривается со стороны ее полюса вращения. Наблюдения массива CHARA в 2005–06 годах подтвердили этот вывод. [12]
Полюс Веги — ее ось вращения — наклонен не более чем на пять градусов от линии визирования на Землю. На верхнем пределе оценок скорости вращения Веги находится236,2 ± 3,7 км/с [61] вдоль экватора, что намного выше наблюдаемой (т. е. прогнозируемой ) скорости вращения, поскольку Вега видна почти со стороны полюса. Это составляет 88% скорости, которая заставила бы звезду начать распадаться из-за центробежных эффектов. [61] Это быстрое вращение Веги создает выраженную экваториальную выпуклость, поэтому радиус экватора на 19% больше полярного радиуса, по сравнению с чуть менее 11% для Сатурна, самой сплющенной из планет Солнечной системы. (Предполагаемый полярный радиус этой звезды составляет2,362 ± 0,012 радиуса Солнца , тогда как экваториальный радиус равен2,818 ± 0,013 радиуса Солнца. [61] С Земли эта выпуклость наблюдается со стороны ее полюса, что дает чрезмерно большую оценку радиуса.
Локальная поверхностная гравитация на полюсах больше, чем на экваторе, что приводит к изменению эффективной температуры по всей звезде: полярная температура близка к10 000 К , тогда как экваториальная температура составляет около8152 K. [ 61] Эта большая разница температур между полюсами и экватором производит сильный эффект гравитационного затемнения . Если смотреть с полюсов, это приводит к более темному (с меньшей интенсивностью) лимбу, чем обычно можно было бы ожидать для сферически-симметричной звезды. Градиент температуры также может означать, что у Веги есть конвективная зона вокруг экватора, [12] [75], в то время как остальная часть атмосферы, вероятно, находится в почти чистом лучистом равновесии . [76] По теореме фон Цайпеля локальная светимость выше на полюсах. В результате, если бы Вегу смотрели вдоль плоскости ее экватора, а не почти на полюсе, то ее общая яркость была бы ниже.
Поскольку Вега долгое время использовалась в качестве стандартной звезды для калибровки телескопов , открытие того, что она быстро вращается, может поставить под сомнение некоторые из основных предположений, которые основывались на ее сферической симметрии. Теперь, когда угол обзора и скорость вращения Веги стали более известны, это позволит улучшить калибровку инструментов. [77]
В астрономии элементы с более высокими атомными числами , чем у гелия, называются «металлами». Металличность фотосферы Веги составляет всего около 32% от распространенности тяжелых элементов в атмосфере Солнца. [примечание 2] (Сравните это, например, с трехкратной распространенностью металличности в похожей звезде Сириус по сравнению с Солнцем.) Для сравнения, на Солнце распространенность элементов тяжелее гелия составляет около Z Sol = 0,0172 ± 0,002 . [78] Таким образом, с точки зрения распространенности, только около 0,54% Веги состоит из элементов тяжелее гелия. Азота немного больше , кислорода лишь незначительно меньше, а распространенность серы составляет около 50% от солнечной. С другой стороны, Вега имеет только от 10% до 30% солнечной распространенности для большинства других основных элементов, а барий и скандий менее 10%. [61]
Необычно низкая металличность Веги делает ее слабой звездой типа Лямбда Волопаса . [79] [80] Однако причина существования таких химически пекулярных звезд спектрального класса A0–F0 остается неясной. Одна из возможностей заключается в том, что химическая пекулярность может быть результатом диффузии или потери массы, хотя звездные модели показывают, что это обычно происходит только ближе к концу жизни звезды, сжигающей водород. Другая возможность заключается в том, что звезда образовалась из межзвездной среды газа и пыли, которая была необычно бедна металлами. [81]
Наблюдаемое соотношение гелия и водорода в Веге составляет0,030 ± 0,005 , что примерно на 40% ниже, чем у Солнца. Это может быть вызвано исчезновением зоны конвекции гелия вблизи поверхности. Передача энергии вместо этого осуществляется радиационным процессом , что может вызывать аномалию обилия через диффузию. [82]
Лучевая скорость Веги является компонентом движения этой звезды вдоль линии визирования к Земле. Движение от Земли приведет к тому, что свет от Веги сместится к более низкой частоте (к красному) или к более высокой частоте (к синему), если движение направлено к Земле. Таким образом, скорость может быть измерена по величине смещения спектра звезды. Точные измерения этого синего смещения дают значение−13,9 ± 0,9 км/с . [9] Знак минус указывает на относительное движение по направлению к Земле.
Движение поперек линии визирования приводит к смещению положения Веги относительно более далеких фоновых звезд. Тщательное измерение положения звезды позволяет рассчитать это угловое движение, известное как собственное движение . Собственное движение Веги равно202,03 ± 0,63 угловых миллисекунд (мсд) в год по прямому восхождению — небесному эквиваленту долготы — и287,47 ± 0,54 мсд/г по склонению , что эквивалентно изменению широты . Чистое собственное движение Веги равно327,78 мсек. дуги в год , [83] что приводит к угловому перемещению на градус каждые11 000 лет .
В галактической системе координат компоненты пространственной скорости Веги равны (U, V, W) = (−16,1 ± 0,3 ,−6,3 ± 0,8 ,−7,7 ± 0,3 ) км/с , для чистой пространственной скорости19 км/с . [84] Радиальная составляющая этой скорости — в направлении Солнца — равна−13,9 км/с , тогда как поперечная скорость составляет12,9 км/с . [ необходима ссылка ] Хотя в настоящее время Вега является лишь пятой по яркости звездой на ночном небе, звезда медленно становится ярче, поскольку собственное движение заставляет ее приближаться к Солнцу. [85] Вега приблизится к Солнцу на максимально близкое расстояние примерно через 264 000 лет на расстоянии перигелия 13,2 световых лет (4,04 пк). [86]
На основании кинематических свойств этой звезды, она, по-видимому, принадлежит к звездной ассоциации, называемой Движущейся группой Кастора . Однако Вега может быть намного старше этой группы, поэтому членство остается неопределенным. [61] Эта группа содержит около 16 звезд, включая Альфа Весов , Альфа Цефея , Кастор , Фомальгаут и Вегу. Все члены группы движутся почти в одном направлении с похожими космическими скоростями . Членство в движущейся группе подразумевает общее происхождение этих звезд в открытом скоплении , которое с тех пор стало гравитационно несвязанным. [87] Предполагаемый возраст этой движущейся группы составляет200 ± 100 миллионов лет , и они имеют среднюю космическую скорость16,5 км/с . [примечание 3] [84]
Одним из первых результатов, полученных с помощью инфракрасного астрономического спутника (IRAS), было обнаружение избыточного инфракрасного потока, исходящего от Веги, сверх того, что можно было бы ожидать от звезды в одиночку. Этот избыток был измерен на длинах волн 25, 60 и100 мкм и исходил из углового радиуса10 угловых секунд (10″ ) с центром на звезде. На измеренном расстоянии Веги это соответствовало фактическому радиусу80 астрономических единиц (AU), где AU — средний радиус орбиты Земли вокруг Солнца. Было высказано предположение, что это излучение исходит от поля вращающихся частиц с размером порядка миллиметра, поскольку все, что меньше, в конечном итоге будет удалено из системы радиационным давлением или втянуто в звезду посредством сопротивления Пойнтинга-Робертсона . [88] Последнее является результатом радиационного давления, создающего эффективную силу, которая противодействует орбитальному движению пылевой частицы, заставляя ее закручиваться по спирали внутрь. Этот эффект наиболее выражен для крошечных частиц, которые находятся ближе к звезде. [89]
Последующие измерения Веги в193 мкм показали более низкий, чем ожидалось, поток для предполагаемых частиц, что позволяет предположить, что они должны быть порядка100 мкм или меньше. Для поддержания такого количества пыли на орбите вокруг Веги потребуется постоянный источник пополнения. Предложенный механизм поддержания пыли представлял собой диск из сросшихся тел, которые находились в процессе коллапса, образуя планету. [88] Модели, подобранные для распределения пыли вокруг Веги, показывают, что это круглый диск радиусом 120 астрономических единиц, рассматриваемый почти с полюса. Кроме того, в центре диска имеется отверстие радиусом не менее80 а.е. [ 90]
После открытия инфракрасного избытка вокруг Веги были найдены и другие звезды, которые демонстрируют похожую аномалию, приписываемую выбросам пыли. По состоянию на 2002 год было найдено около 400 таких звезд, и их стали называть «звездами, подобными Веге» или «звездами с избытком Веги». Считается, что они могут дать ключ к разгадке происхождения Солнечной системы . [24]
К 2005 году космический телескоп Spitzer сделал инфракрасные снимки пыли вокруг Веги с высоким разрешением. Было показано, что она простирается до 43″ (330 а.е. ) на длине волны24 мкм , 70″ (543 AU ) в70 мкм и105″ (815 AU ) в160 мкм . Было обнаружено, что эти гораздо более широкие диски имеют круглую форму и не содержат комков, а размер частиц пыли составляет от 1 доРазмер 50 мкм . Оценочная общая масса этой пыли составляет 3 × 10−3 раза больше массы Земли (примерно в 7,5 раз массивнее пояса астероидов ). Образование пыли потребовало бы столкновений между астероидами в популяции, соответствующей поясу Койпера вокруг Солнца. Таким образом, пыль, скорее всего, создана диском обломков вокруг Веги, а не протопланетным диском , как считалось ранее. [23]
Внутренняя граница диска обломков была оценена в11″ ± 2″ , или 70–100 а.е. . Диск пыли образуется, когда давление излучения Веги выталкивает наружу обломки от столкновений более крупных объектов. Однако непрерывное производство количества пыли, наблюдаемого в течение жизни Веги, потребовало бы огромной начальной массы — по оценкам, в сотни раз превышающей массу Юпитера . Следовательно, более вероятно, что он образовался в результате относительно недавнего распада кометы или астероида среднего размера (или большего размера), которые затем еще больше фрагментировались в результате столкновений между более мелкими компонентами и другими телами. Этот пылевой диск будет относительно молодым по временной шкале возраста звезды, и в конечном итоге он будет удален, если другие столкновения не принесут больше пыли. [23]
Наблюдения, впервые проведенные Дэвидом Чиарди и Джерардом ван Беллем с помощью Palomar Testbed Interferometer в 2001 году [91] , а затем подтвержденные массивом CHARA на горе Вильсон в 2006 году и массивом инфракрасного оптического телескопа на горе Хопкинс в 2011 году [92] , выявили доказательства существования внутренней пылевой полосы вокруг Веги. Возникая внутри8 а.е. от звезды, эта экзозодиакальная пыль может быть свидетельством динамических возмущений внутри системы. [93] Это может быть вызвано интенсивной бомбардировкой кометами или метеорами и может быть свидетельством существования планетной системы. [94]
Диск также наблюдался с помощью ALMA в 2020 году [95] , LMT в 2022 году [ 96] и Hubble STIS [97] и JWST MIRI в 2024 году. [25] Изображение ALMA впервые разрешило внешний диск. [95] Наблюдение Hubble является первым изображением диска в рассеянном свете и обнаружило внешний гало, состоящий из мелких пылевых частиц. [97] Наблюдения JWST также обнаружили Гало, внешний диск и впервые внутренний диск. Инфракрасные наблюдения также впервые показали разрыв на 60 а. е. Внутренняя часть пыли внешнего диска согласуется с пылью, увлекаемой эффектом Пойнтинга-Робертсона . Внутренний край внутреннего диска скрыт за коронографом , но было выведено, что он находится в 3-5 а. е. по данным фотометрии. Звезда также окружена горячим инфракрасным избытком, расположенным в области суб-AU, оставляя второй зазор между внутренним диском и горячей пылью вокруг звезды. Этот горячий инфракрасный избыток находится в пределах около 0,2 AU или ближе и состоит из мелких зерен, таких как графит и оксиды железа и марганца , что было ранее подтверждено. [25]
Наблюдения с помощью телескопа Джеймса Клерка Максвелла в 1997 году выявили «вытянутую яркую центральную область», пик которой находился на отметке 9″ (70 а.е. ) к северо-востоку от Веги. Это было выдвинуто как гипотеза либо о возмущении пылевого диска планетой , либо о вращающемся объекте, окруженном пылью. Однако изображения телескопа Кека исключили наличие компаньона вплоть до 16-й величины, что соответствовало бы телу с массой более чем в 12 раз больше массы Юпитера. [98] Астрономы из Объединенного астрономического центра на Гавайях и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предположили, что изображение может указывать на планетную систему, все еще находящуюся в процессе формирования. [99]
Определение природы планеты не было простым; в статье 2002 года выдвигается гипотеза, что сгустки вызваны планетой с массой примерно Юпитера на эксцентричной орбите . Пыль будет собираться на орбитах, которые имеют резонансы среднего движения с этой планетой — где их орбитальные периоды образуют целые дроби с периодом планеты — создавая результирующую сгустковость. [100]
В 2003 году была выдвинута гипотеза, что эти скопления могли быть вызваны планетой с массой примерно равной массе Нептуна, которая переместилась с 40 на65 а.е. за 56 миллионов лет, [101] орбита достаточно большая, чтобы позволить сформироваться более мелким каменистым планетам ближе к Веге. Миграция этой планеты, вероятно, потребует гравитационного взаимодействия со второй, более массивной планетой на меньшей орбите. [102]
Используя коронограф на телескопе Subaru на Гавайях в 2005 году, астрономы смогли дополнительно ограничить размер планеты, вращающейся вокруг Веги, до не более чем 5–10 масс Юпитера. [103] Вопрос о возможных сгустках в диске обломков был пересмотрен в 2007 году с использованием более новых, более чувствительных приборов на интерферометре Plateau de Bure . Наблюдения показали, что кольцо обломков гладкое и симметричное. Не было обнаружено никаких доказательств наличия сгустков, о которых сообщалось ранее, что ставит под сомнение гипотезу о гигантской планете. [104] Гладкая структура была подтверждена в последующих наблюдениях Хьюза и др. (2012) [105] и космического телескопа Herschel . [106]
Хотя планета еще не наблюдалась непосредственно вокруг Веги, наличие планетной системы пока нельзя исключить. Таким образом, могут быть более мелкие, земные планеты, вращающиеся ближе к звезде. Наклон планетарных орбит вокруг Веги, вероятно, будет тесно связан с экваториальной плоскостью этой звезды. [107]
С точки зрения наблюдателя на гипотетической планете вокруг Веги Солнце будет выглядеть как тусклая звезда величиной 4,3 в созвездии Голубя . [примечание 4]
В 2021 году в статье, посвященной анализу 10-летних спектров Веги, был обнаружен потенциальный 2,43-дневный сигнал вокруг Веги, статистически оцененный как имеющий всего 1% вероятности быть ложноположительным. [26] Учитывая амплитуду сигнала, авторы оценили минимальную массу21,9 ± 5,1 массы Земли, но, учитывая очень наклонное вращение самой Веги всего на 6,2° с точки зрения Земли, планета может быть выровнена также в этой плоскости, что дает ей фактическую массу203 ± 47 масс Земли. [26] Исследователи также обнаружили слабый196.4+1,6
−1,9-дневной сигнал, который может перевести в80 ± 21 масс Земли (740 ± 190 при наклоне 6,2°), но он слишком слаб, чтобы считать его реальным сигналом с имеющимися данными. [26]
Наблюдения за диском с помощью JWST MIRI действительно обнаружили очень круглый диск, обращенный лицом к нам. Морфология указывает на то, что нет планеты массивнее Сатурна за пределами 10 а.е. Диск имеет зазор около 60 а.е. Планеты, открывающие зазор, выводятся для дисков вокруг других звезд, и команда проверяет эту идею для Веги, запуская моделирование. Моделирование показало, что планета с ≥6 M E на расстоянии 65 а.е. введет внутренние асимметричные структуры, которые не видны в диске Веги. Любая планета, открывающая зазор, должна быть менее массивной. Кроме того, внутренний край внутреннего диска был выведен на 3-5 а.е. Вега также демонстрирует доказательства горячего инфракрасного избытка в области ниже а.е. Внутренняя граница теплых обломков может указывать на то, что внутри находится планета с массой Нептуна , которая его пасет . [25]
Считается, что название произошло от арабского термина Al Nesr al Waki النسر الواقع , который появился в звездном каталоге Al Achsasi al Mouakket и был переведен на латынь как Vultur Cadens , «падающий орел/стервятник». [108] [примечание 5] Созвездие было представлено в виде стервятника в Древнем Египте , [109] и как орел или стервятник в Древней Индии . [110] [111] Затем арабское название появилось в западном мире в таблицах Альфонса , [112] которые были составлены между 1215 и 1270 годами по приказу короля Альфонсо X. [ 113] Средневековые астролябии Англии и Западной Европы использовали названия Вега и Альвака и изображали его и Альтаир как птиц. [114]
Среди северных полинезийцев Вега была известна как whetu o te tau , звезда года. В течение определенного периода истории она знаменовала начало их нового года, когда земля подготавливалась к посадке. В конце концов эта функция стала обозначаться Плеядами . [ 115]
Ассирийцы называли эту полярную звезду Даян-саме, «Судья Небес», в то время как на аккадском языке это было Тир-анна, «Жизнь Небес». В вавилонской астрономии Вега, возможно, была одной из звезд, называемых Дилган, «Посланник Света». Для древних греков созвездие Лиры было образовано из арфы Орфея , с Вегой в качестве ее рукояти. [16] Для Римской империи начало осени основывалось на часе, в который Вега заходила за горизонт. [15]
В китайском языке織女( Zhī Nǚ ), что означает Ткачиха (астеризм) , относится к астеризму, состоящему из Веги, ε Лиры и ζ 1 Лиры . [116] Следовательно, китайское название Веги -織女一( Zhī Nǚ yī , англ.: Первая звезда Ткачихи ). [117] В китайской мифологии есть история любви Циси (七夕), в которой Нюлан (牛郎, Альтаир ) и его двое детей ( β Аквила и γ Аквила ) разлучаются со своей матерью Чжинюй (織女, букв. «ткачиха», Вега), которая находится на дальней стороне реки, Млечного Пути . [118] Однако один день в году на седьмой день седьмого месяца китайского лунно-солнечного календаря сороки строят мост, чтобы Нюланг и Чжинюй могли снова быть вместе для краткой встречи. Японский фестиваль Танабата , на котором Вега известна как Орихимэ (織姫), также основан на этой легенде. [119]
В зороастризме Вега иногда ассоциировалась с Ванантом, второстепенным божеством, чье имя означает «завоеватель». [120]
Коренные жители северо-западной Виктории , Австралия, называли его Neilloan , [121] «летающий заём ». [122]
В Шримад Бхагаватам Шри Кришна говорит Арджуне , что среди накшатр он — Абхиджит, что указывает на благоприятность этой накшатры. [123]
Средневековые астрологи считали Вегу одной из бехенских звезд [124] и связывали ее с хризолитом и зимним чабером . Корнелий Агриппа перечислил ее каббалистический знак под Vultur cadens , буквальным латинским переводом арабского названия. [125] Средневековые звездные карты также перечисляли альтернативные названия этой звезды: Waghi, Vagieh и Veka. [32]
Стихотворение У. Х. Одена 1933 года « Летняя ночь (Джеффри Хойланду) » [126] начинается со знаменитого двустишия: «На лужайке я лежу в постели,/Вега видна над головой».
Вега стала первой звездой, в честь которой был назван автомобиль, с французской линейкой автомобилей Facel Vega , выпускавшейся с 1954 года, а позднее, в Америке, Chevrolet выпустил Vega в 1971 году. [127] Другие транспортные средства, названные в честь Веги, включают пусковую систему Vega Европейского космического агентства [128] и самолет Lockheed Vega . [129]