Плеяды ( / ˈ p l iː . ə d iː z , ˈ p l eɪ -, ˈ p l aɪ - / ), [7] [8] также известные как Семь сестер , Мессье 45 и другие имена в разных культурах. , представляет собой астеризм и рассеянное звездное скопление , содержащее горячие звезды B-типа среднего возраста на северо-западе созвездия Тельца . На расстоянии около 444 световых лет оно находится среди ближайших к Земле звездных скоплений . Это ближайший к Земле объект Мессье и наиболее заметное скопление невооруженным глазом в ночном небе . Также замечено, что здесь находится отражательная туманность NGC 1432 , область HII . [9]
В скоплении преобладают ярко-голубые светящиеся звезды , образовавшиеся за последние 100 миллионов лет. Когда-то считалось, что отражательные туманности вокруг самых ярких звезд представляют собой остатки материала, образовавшегося после их формирования, но теперь считается, что они, вероятно, представляют собой несвязанное с ними пылевое облако в межзвездной среде , через которую в настоящее время проходят звезды. [10] По оценкам, это пылевое облако движется со скоростью примерно 18 км/с относительно звезд скопления. [11]
Компьютерное моделирование показало, что Плеяды, вероятно, образовались из компактной конфигурации, напоминавшей туманность Ориона . [12] По оценкам астрономов, скопление просуществует еще около 250 миллионов лет, после чего оно рассеется из-за гравитационного взаимодействия со своими галактическими соседями. [13]
Вместе с рассеянным звездным скоплением Гиады Плеяды образуют Золотые Ворота Эклиптики .
Название Плеяд происходит от древнегреческого : Πλειάδες . [14] Вероятно, оно происходит от plein («плыть») из-за важности группы в определении сезона плавания в Средиземном море : «сезон навигации начался с их гелиакического восхода ». [15] Однако в мифологии это имя использовалось для Плеяд , семи божественных сестер, имя предположительно происходит от имени их матери Плейоны и фактически означает «дочери Плейоны». [16] На самом деле название звездного скопления почти наверняка появилось первым, и для его объяснения была изобретена Плейона. [17]
Группа М45 сыграла важную роль в древности для создания календарей благодаря сочетанию двух замечательных элементов. Первый, который по-прежнему актуален, — это его уникальный и прекрасно узнаваемый аспект на небесном своде вблизи эклиптики. Второе, существенное для древних, состоит в том, что в середине третьего тысячелетия до нашей эры этот астеризм (выступающий узор или группа звезд размером меньше созвездия) обозначал весеннюю точку. [18] Важность этого астеризма также очевидна в Северной Европе, на небесном диске Небры , датируемом примерно 1600 годом до нашей эры. и где он представлен рядом с Солнцем и Луной.
Именно этот астеризм указывает на начало древних календарей. Можно привести несколько примеров:
Поэтому, когда M45 покидает весеннюю точку, астеризм все еще остается важным, как функционально, так и символически. В дополнение к изменениям, которые мы только что видели в календарях, основанных на лунных станциях у индийцев и арабов, рассмотрим случай древнего йеменского календаря, в котором месяцы обозначаются в соответствии с астрономическим критерием, который и дал ему название « Календарь» . Плеяд : месяц Камс , буквально «пять», — это месяц, в течение которого Солнце и аль -Урайя , то есть Плеяды , отклоняются друг от друга на пять движений Луны , то есть в пять раз больше пути, по которому «Луна» «Путешествие в среднем занимает один день и одну ночь, если использовать терминологию Абд ар-Рахмана ас-Суфи аль-Суфи . [25]
Плеяды — примечательное зрелище зимой в Северном полушарии , их легко увидеть из средних южных широт. Они были известны с древности культурам всего мира, [27] включая кельтов ( валлийский : Tŵr Tewdws , ирландский : Streoillín ); доколониальные филиппинцы (которые называли его Мапулон , Муло-пуло или Муро-пуро , среди других имен), для которых это указывало на начало года, [28] [29] гавайцы (которые называют их Макали ), [30] Маори (которые называют их Матарики ), коренные австралийцы (из нескольких традиций ), Империя Ахеменидов , откуда на фарси (которые называли их پروین Парвин или پروی Парви), [31] арабы (которые называют их الثريا аль-Турайя [32] ), китайцы (которые называли их昴mǎo ), кечуа (которые называли их Qullqa или склад), японцы (которые называли их Субару (昴, スバル) ), майя , ацтеки , сиу , кайова , [33] [34] и чероки . В индуизме Плеяды известны как Криттика и в Священных Писаниях связаны с богом войны Картикеей , а также идентифицируются или связаны с Саптаматрикой (Семью Матерями). Индусы празднуют первый день (новолуние) месяца Картика как Дивали , праздник изобилия и ламп. Плеяды также трижды упоминаются в Библии . [35] [36]
Самым ранним известным изображением Плеяд, вероятно, является артефакт северогерманского бронзового века , известный как небесный диск Небры , датированный примерно 1600 годом до нашей эры. [37] В вавилонских звездных каталогах Плеяды называются МУЛ МУЛ ( 𒀯𒀯 ), что означает «звезды» (буквально «звездная звезда»), и возглавляют список звезд вдоль эклиптики, отражая тот факт, что они находились близко к точке весеннее равноденствие примерно в 23 веке до нашей эры. Древние египтяне, возможно, использовали имена «Последователи» и «Эннеада» в текстах прогнозов Календаря счастливых и несчастливых дней папируса Каира 86637. [38] Некоторые греческие астрономы считали их отдельным созвездием , и они упоминаются «Труды и дни» Гесиода , [ 39 ] « Илиада и Одиссея » Гомера , [40] и «Геопоника» . [41] Плеяды были самой известной звездой среди доисламских арабов, и поэтому ее часто называли просто «Звездой» ( аль-Наджм ). [42] Некоторые учёные ислама предположили, что Плеяды (ат-сурайя) — это «звезда», упомянутая в суре Ан-Наджм («Звезда») Корана . [43]
На многочисленных цилиндрических печатях начала I тыс. до н. э. М 45 изображается семью точками, а на барельефах неоассирийских царских дворцов Семь богов появляются в длинных открытых одеждах и больших цилиндрических головных уборах, увенчанных короткими головными уборами. перьями и украшен тремя передними рядами рогов и короной из перьев, при себе несет топор и нож, а также лук и колчан [44]
В Японии скопление упоминается под названием Муцурабоси («шесть звезд») в «Кодзики» VIII века . [45] Кластер теперь известен в Японии как Subaru. [46]
Оно было выбрано в качестве названия телескопа Субару , который является флагманским телескопом Национальной астрономической обсерватории Японии с диаметром 8,2 метра (320 дюймов) . Он расположен в обсерватории Мауна-Кеа на острове Гавайи . С момента ввода в эксплуатацию в 1998 году до 2005 года у него было самое большое монолитное главное зеркало в мире. [47]
Оно было выбрано в качестве торговой марки автомобилей Subaru , чтобы отразить происхождение фирмы как объединения пяти компаний, и изображено на шестизвездочном логотипе фирмы. [48]
Галилео Галилей был первым астрономом , наблюдавшим Плеяды в телескоп . [49] Таким образом он обнаружил, что скопление содержит множество звезд, слишком тусклых, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Он опубликовал свои наблюдения, в том числе рисунок Плеяд с 36 звездами, в своем трактате Sidereus Nuncius в марте 1610 года.
Давно известно, что Плеяды — это физически связанная группа звезд, а не какое-то случайное расположение. Джон Мичелл подсчитал в 1767 году, что вероятность случайного совпадения такого количества ярких звезд составляет всего 1 на 500 000, и предположил, что Плеяды и многие другие скопления звезд должны быть физически связаны. [50] Когда впервые были проведены исследования собственного движения звезд , было обнаружено, что все они движутся по небу в одном направлении и с одинаковой скоростью, что еще раз доказывает их связь.
Шарль Мессье измерил положение скопления и включил его как M45 в свой каталог кометоподобных объектов, опубликованный в 1771 году. Наряду с туманностью Ориона и скоплением Пресепе включение Мессье Плеяд было отмечено как любопытное, поскольку большинство из них были отмечены как любопытные . Объекты Мессье были намного тусклее, и их легче было спутать с кометами, что вряд ли возможно для Плеяд. Одна из возможностей заключается в том, что Мессье просто хотел иметь каталог большего размера, чем его научный соперник Лакайль , чей каталог 1755 года содержал 42 объекта, и поэтому он добавил несколько ярких, хорошо известных объектов, чтобы расширить свой список. [51]
Затем Эдме-Себастьен Жора в 1782 году нарисовал карту 64 звезд Плеяд на основе своих наблюдений в 1779 году, которую он опубликовал в 1786 году. [52] [53] [54]
Расстояние до Плеяд можно использовать как ключевой первый шаг для калибровки космической лестницы расстояний . Поскольку скопление находится относительно близко к Земле, расстояние до него должно быть относительно легко измерить и оценить многими методами. Точное знание расстояния позволяет астрономам построить диаграмму Герцшпрунга-Рассела для скопления, которая по сравнению с диаграммами, построенными для скоплений, расстояние до которых неизвестно, позволяет оценить их расстояния. Другие методы могут затем расширить шкалу расстояний от рассеянных скоплений до галактик и скоплений галактик, и можно построить космическую лестницу расстояний. В конечном итоге на понимание астрономами возраста и будущей эволюции Вселенной влияют их знания о расстоянии до Плеяд. Тем не менее, некоторые авторы утверждают, что спор о расстоянии до Плеяд, обсуждаемый ниже, является отвлекающим маневром , поскольку космическая лестница расстояний может (в настоящее время) опираться на набор других близлежащих скоплений, где существует консенсус относительно расстояний, установленных спутником Гиппаркос и независимые средства (например, скопление Гиады , Кома Вероники и т. д.). [3]
(нажмите, чтобы просмотреть руководство)Измерения расстояния вызвали много споров. Результаты, полученные до запуска спутника Hipparcos , в целом показали, что Плеяды находились на расстоянии около 135 парсеков (пк) от Земли. Данные Hipparcos дали неожиданный результат: расстояние всего 118 пк благодаря измерению параллакса звезд в скоплении — метод, который должен дать наиболее прямые и точные результаты. В более поздних работах последовательно утверждалось, что измерение расстояния Гиппаркоса до Плеяд было ошибочным. [3] [4] [5] [55] [56] [57] В частности, расстояния до скопления, полученные с помощью космического телескопа Хаббла и подбора инфракрасной диаграммы цвет-величина (так называемый « спектроскопический параллакс »), благоприятствуют расстоянию. от 135 до 140 шт.; [3] [55] динамическое расстояние по данным оптических интерферометрических наблюдений двойного Атласа Плеяд соответствует расстоянию от 133 до 137 пк. [57] Однако автор каталога пересмотренных параллаксов Hipparcos за 2007–2009 гг. подтвердил, что расстояние до Плеяд составляет ~ 120 пк, и оспорил несогласные доказательства. [2] В 2012 году Фрэнсис и Андерсон [58] предположили, что систематическое влияние на ошибки параллакса Hipparcos для звезд в скоплениях рассчитывается с использованием средневзвешенного значения , и дали параллаксное расстояние Hipparcos 126 пк и фотометрическое расстояние 132 пк на основе звезд в Движущиеся группы AB Doradus , Tucana-Horologium и Beta Pictoris , которые по возрасту и составу схожи с Плеядами. Эти авторы отмечают, что разницу между этими результатами можно объяснить случайной ошибкой. Более поздние результаты с использованием интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI) (август 2014 г.) и предварительные решения с использованием версии Gaia Data Release 1 (сентябрь 2016 г.) и Gaia Data Release 2 (август 2018 г.) определяют расстояния в 136,2 ± 1,2 пк [59] 134 ± 6 шт [60] и 136,2 ± 5,0 шт [61] соответственно. Команда Gaia Data Release 1 была осторожна в отношении своих результатов, и авторы VLBI утверждают, что « расстояние, измеренное Hipparcos до скопления Плеяд, ошибочно».
Радиус ядра скопления составляет около 8 световых лет , а приливный радиус — около 43 световых лет. Скопление содержит более 1000 статистически подтвержденных членов, и эта цифра исключает нераскрытое вероятное дальнейшее количество двойных звезд . [63] В его свете преобладают молодые горячие голубые звезды , до 14 из которых можно увидеть невооруженным глазом, в зависимости от местных условий наблюдения и остроты зрения наблюдателя. Расположение ярчайших звезд чем-то похоже на Большую и Малую Медведицу . Общая масса скопления оценивается примерно в 800 солнечных масс , и в нем преобладают более тусклые и красные звезды. [63] Оценка частоты двойных звезд в Плеядах составляет около 57%. [64]
Скопление содержит множество коричневых карликов , которые представляют собой объекты с массой менее 8% массы Солнца , что делает их недостаточно тяжелыми для того, чтобы в их ядрах начались реакции ядерного синтеза и, таким образом, они стали настоящими звездами. Они могут составлять до 25% от общей численности населения скопления, хотя их вклад составляет менее 2% от общей массы. [65] Астрономы приложили огромные усилия для поиска и анализа коричневых карликов в Плеядах и других молодых скоплениях, поскольку они все еще относительно яркие и наблюдаемые, в то время как коричневые карлики в более старых скоплениях блекнут и их гораздо труднее изучать.
Девять самых ярких звезд скопления названы в греческой мифологии Семью сестрами : Стеропа , Меропа , Электра , Майя , Тайгета , Келеено и Альциона , а также их родители Атлас и Плейона . [16] Как дочери Атласа, Гиады были сестрами Плеяд. В следующей таблице приведены сведения о самых ярких звездах скопления:
Возраст звездных скоплений можно оценить путем сравнения диаграммы Герцшпрунга-Рассела скопления с теоретическими моделями звездной эволюции . Используя эту технику, был оценен возраст Плеяд от 75 до 150 миллионов лет. Широкий разброс оценок возраста является результатом неопределенностей в моделях звездной эволюции, которые включают такие факторы, как конвективное превышение , при котором конвективная зона внутри звезды проникает в неконвективную зону, что приводит к более высокому видимому возрасту. [ нужна цитата ]
Другой способ оценить возраст скопления — посмотреть на объекты с наименьшей массой. В обычных звездах главной последовательности литий быстро разрушается в реакциях ядерного синтеза . Однако коричневые карлики могут сохранять литий. Из-за очень низкой температуры воспламенения лития (2,5 × 10 6 К) коричневые карлики с самой высокой массой в конечном итоге сожгут его, и поэтому определение самой высокой массы коричневых карликов, все еще содержащих литий в скоплении, может дать представление о его возрасте. Применение этой техники к Плеядам дает возраст около 115 миллионов лет. [67] [68]
Скопление медленно движется в направлении подножия того, что в настоящее время является созвездием Ориона . Как и большинство рассеянных скоплений, Плеяды не останутся гравитационно связанными навсегда. Некоторые составляющие звезды будут выброшены после близкого сближения с другими звездами; другие будут разграблены приливными гравитационными полями. Расчеты показывают, что скоплению потребуется около 250 миллионов лет, чтобы рассеяться, а гравитационные взаимодействия с гигантскими молекулярными облаками и спиральными рукавами нашей галактики также ускорят его гибель. [69]
В более крупные любительские телескопы можно легко увидеть туманность вокруг некоторых звезд; особенно при съемке фотографий с длинной выдержкой. В идеальных условиях наблюдения некоторый намек на туманность вокруг скопления можно увидеть даже в небольшие телескопы или в обычный бинокль. Это отражательная туманность , образованная пылью, отражающей синий свет горячих молодых звезд.
Раньше считалось, что пыль осталась от образования скопления , но при общепринятом для скопления возрасте около 100 миллионов лет почти вся изначально имевшаяся пыль была бы рассеяна радиационным давлением . Вместо этого кажется, что скопление просто проходит через особенно пыльную область межзвездной среды . [10]
Исследования показывают, что пыль, ответственная за туманность, распределена неравномерно, а сконцентрирована преимущественно в двух слоях вдоль луча зрения на скопление. Эти слои могли образоваться в результате замедления из-за радиационного давления, когда пыль двигалась к звездам. [70]
Анализируя изображения в глубоком инфракрасном диапазоне, полученные космическим телескопом Спитцер и телескопом Gemini North , астрономы обнаружили, что одна из звезд скопления, HD 23514 , имеющая массу и светимость немного больше, чем у Солнца, окружена необычайным количеством звезд скопления. горячие частицы пыли. Это может быть свидетельством формирования планет вокруг HD 23514. [71]
