Скопление Геркулеса — Мессье 13

Интересные характеристики[править]

Простираясь на 165 световых лет в поперечнике, M5 является одним из самых крупных известных звёздных шаровых скоплений. Сфера гравитационного влияния M5, (то есть объём пространства в котором звёзды притягивались бы скоплением, а не отрывались бы гравитационным тяготением Млечного пути) имеет радиус около 200 световых лет.

Имея возраст в 13 миллиардов лет, это скопление является также одним из самых старых скоплений в составе Галактики Млечный Путь. Расстояние от Земли до М5 около 24 500 световых лет. Скопление содержит по разным оценкам от 100 000 до 500 000 звёзд.

Переменные звёзды[править]

Около 105 звёзд в M5 являются переменными звёздами, около 97 из них принадлежат к типу RR Лиры. Переменные типа RR Лиры, иногда называемые «Переменными Скопления»

, некоторым образом аналогичны Цефеидам и поэтому могут быть использованы в качестве инструмента для измерения расстояний во внешнем космосе, так как для них хорошо известна зависимость между амплитудой и периодом изменения блеска. Самые яркие и легче всего наблюдаемые переменные в М5 меняют яркость от 10,6 до 12,1 за период в 26,5 дней. В скоплении также имеется карликовая новая звезда.

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела[править | править код]

Диаграмма «цвет — видимая звёздная величина» скопления M3. Около звёздной величины 19 находится характерное «колено», где звёзды начинают входить в стадию гиганта.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела (диаграмма Г-Р) — график, показывающий зависимость между абсолютной звёздной величиной и показателем цвета. Показатель цвета B-V представляет собой разность между яркостью звезды в синем свете, или B, и яркостью в видимом свете (жёлто-зелёном), или V. Большие значения показателя цвета B-V указывают на холодную красную звезду, а отрицательные значения соответствуют голубой звезде с горячей поверхностью[42]. Когда звёзды, расположенные недалеко от Солнца, наносятся на диаграмму Г-Р, она показывает распределение звёзд различной массы, возраста и состава. Многие звёзды на диаграмме находятся сравнительно близко к наклонной кривой, проходящей из верхнего левого угла (высокие светимости, ранние спектральные классы) в правый нижний угол (низкие светимости, поздние спектральные классы). Эти звёзды называют звёздами главной последовательности. Однако диаграмма также включает звёзды, находящиеся на более поздних стадиях звёздной эволюции и сошедшие с главной последовательности.

Поскольку все звезды шарового скопления находятся примерно на одинаковом расстоянии от нас, их абсолютная звёздная величина отличается от их видимой звёздной величины примерно на одно и то же значение. Звёзды главной последовательности в шаровом скоплении сопоставимы с аналогичными звёздами в окрестностях Солнца и будут выстраиваться вдоль линии главной последовательности. Точность этого предположения подтверждается сопоставимыми результатами, полученными путём сравнения звёздных величин ближайших короткопериодических переменных звёзд (таких как RR Лиры) и цефеид с теми же типами звёзд в скоплении[43].

Сопоставляя кривые на диаграмме Г-Р можно определить абсолютную величину звёзд главной последовательности в скоплении. Это, в свою очередь, даёт возможность оценить расстояние до скопления, основываясь на значении видимой звёздной величины. Разница между относительной и абсолютной величиной, модуль расстояния, даёт оценку расстояния[44].

Когда звёзды шарового скопления наносятся на диаграмму Г-Р, то во многих случаях почти все звёзды попадают на достаточно определённую кривую, что отличается от диаграммы Г-Р звёзд вблизи Солнца, которая объединяет в одно целое звёзды разного возраста и происхождения. Форма кривой для шаровых скоплений является характеристикой групп звёзд, образовавшихся примерно в одно и то же время из одних и тех же материалов и отличающихся только своей первоначальной массой. Так как положение каждой звезды на диаграмме Г-Р зависит от возраста, то форма кривой для шарового скопления может использоваться для оценки общего возраста звёздного населения[45].

У самых массивных звёзд главной последовательности будет самая высокая абсолютная звёздная величина, и эти звёзды будут первыми, кто перейдёт в стадию гиганта. По мере старения скопления, звёзды с более низкими массами начнут переходить в стадию гиганта, поэтому возраст скопления с одним типом звёздного населения можно измерить путём поиска звёзд, которые только начинают переходить в стадию гиганта. Они формируют «колено» в диаграмме Г-Р с поворотом к правому верхнему углу по отношению к основной линии последовательности. Абсолютная звёздная величина в районе точки поворота зависит от возраста шарового скопления, поэтому шкалу возраста можно построить на оси, параллельной звёздной величине.

Кроме того, возраст шарового скопления можно определить по температуре наиболее холодных белых карликов. В результате вычислений установлено, что типовой возраст шаровых скоплений может доходить до 12,7 млрд лет[46]. Этим они значительно отличаются от рассеянных звёздных скоплений, возраст которых составляет лишь несколько десятков миллионов лет.

Возраст шаровых скоплений накладывает ограничение на предельный возраст всей Вселенной. Этот нижний предел был значительным препятствием в космологии. В начале 1990-х годов астрономы столкнулись с оценкой возраста шаровых скоплений, которые были старше того, что предполагали космологические модели. Однако, детальные измерения космологических параметров посредством глубоких обзоров неба и наличия таких спутников, как COBE, решили эту проблему.

Исследования эволюции шаровых скоплений могут также использоваться для определения изменений, возникающих вследствие соединения газа и пыли, формирующих скопление. Данные, получаемые при исследовании шаровых скоплений, затем используются для изучения эволюции всего Млечного Пути[47].

В шаровых скоплениях наблюдаются некоторые звёзды, известные как голубые отставшие, которые, по-видимому, продолжают движение по главной последовательности в направлении более ярких голубых звёзд. Происхождение этих звёзд до сих пор неясно, но большинство моделей предполагает, что образование этих звёзд является результатом передачи масс между звёздами в двойных и тройных системах[36].

Наблюдения[править]

М5 находится в Созвездии Змеи
При очень хороших условиях М5 едва видна невооружённым глазом как тусклая «звезда» около пятой звезды в созвездии Змеи. Бинокль или небольшой телескоп идентифицируют скопление как не звёздный объект, в то время как телескопы большего размера позволяют различать отдельные звёзды. Наиболее яркие из них обладают видимой звёздной величиной 12,2m.

Не следует путать М5 с существенно более тусклым и более удалённым скоплением Palomar 5, которое расположено неподалёку на небосклоне.

Шаровые звёздные скопления в галактике Млечный Путь[править | править код]

Шаровые скопления являются коллективными членами нашей галактики и входят в её сферическую подсистему: они обращаются вокруг центра масс галактики по сильно вытянутым орбитам со скоростями ≈200 км/с и периодом обращения 108—109 лет. Возраст шаровых скоплений нашей Галактики приближается к её возрасту, что подтверждается их диаграммами Герцшпрунга — Рассела, содержащими характерный обрыв главной последовательности с голубой стороны, указывающий на превращение массивных звёзд, являющихся членами скопления, в красных гигантов.

В отличие от рассеянных скоплений и звёздных ассоциаций, межзвёздная среда шаровых скоплений содержит мало газа. Этот факт объясняется, с одной стороны, низкой параболической скоростью, составляющей ≈10—30 км/с, и, с другой стороны, их большим возрастом. Дополнительным фактором, судя по всему, является и периодическое прохождение в ходе обращения вокруг центра нашей Галактики через её плоскость, в которой концентрируются газовые облака, что способствует «выметанию» собственного газа при таких прохождениях.

Навигаторы[править]

Шаровые звёздные скопления в других галактиках[править | править код]

Скопление в центральной области туманности Тарантул, скопление молодых и горячих звёзд Карта шаровых звёздных скоплений галактики М31 с их названиями
В других галактиках (например, в Магеллановых облаках) наблюдаются и относительно молодые шаровые скопления.

Большинство шаровых скоплений в БМО и ММО принадлежат к молодым звёздам, в отличие от шаровых скоплений нашей Галактики, и, в основном, погружены в межзвёздные газ и пыль. Например, туманность Тарантул окружают молодые шаровые скопления бело-голубых звёзд. В центре туманности находится молодое яркое скопление.

Шаровые звёздные скопления в галактике Андромеды (М31):
Таблица скоплений М31

Для наблюдения большинства шаровых скоплений М31, нужен телескоп диаметром от 10 дюймов, самые яркие можно видеть и в 5 дюймовый телескоп. Среднее увеличение — 150—180 крат, оптическая схема телескопа значения не имеет.

Скопление G1 (Mayall II) является самым ярким скоплением Местной группы, расстояние — 170 000 св. лет.

Наблюдения

M 5 находится в Созвездии Змеи
На ясном загородном небе в новолуние M 5 можно попытаться найти невооруженным глазом как тусклую «звезду» около звезды 5 Змеи. Наилучшее время наблюдения в России — весна. В бинокль или подзорную трубу скопление видно как округлое диффузное облачко. В телескоп даже и малой апертуры (от 80 мм) при соответствующем увеличении различаются отдельные звёзды. Наиболее яркие из них обладают видимой звёздной величиной 12,2m. В телескоп апертурой 100 мм хорошо видны звёзды по краям (около двух десятков). В 150 мм скопление представляет собой богатый рой звёзд. В 200 мм и более распадается на звёзды почти до самого центра и становится видно неравномерность падения звёздной плотности при движении от центра к краю. Цепочки звёзд выстраиваются в фигуру, напоминающую краба или жука.

Соседи по небу из каталога Мессье

• M 10 и M 12 — (на восток, в Змееносце) два более тусклых шаровых скопления.

Последовательность наблюдения в «Марафоне Мессье»

…M 13 → M 92 → M 5

→ M 57 → M 12…

Подробное описание

Объект M13 имеет видимость, которую можно заметить невооружённым глазом, что свидетельствует о прозрачности неба и невысоком уровне засветки. В бинокль его не составит труда увидеть вдоль западной части трапеции, которая образована другими светилами группы Геркулес. По внешним характеристикам объект напоминает диффузное пятно, оформленное в светлом цвете. Оно находится между несколькими светилами, относящимися к седьмой величине.

А Вы смотрели: Космонавт Алексей Леонов, краткая биография

Даже если небо не очень хорошее, с использованием незначительного по размерам телескопа, имеющего апертуру в 70 миллиметров, можно раскрыть звёздную природу этого объекта. Хотя для того, чтобы получить разрешение до самой центральной части, понадобится серьёзный инструмент, имеющий оптический размер от 250 миллиметров. Кстати, поблизости от M13 располагается галактическая группа спирального типа под названием NGC 6207.

Источник

Как найти М13 на звёздном небе

Скриншот из программы-планетария

Если наблюдатель знает где расположен Геркулес, он обнаружит искомое шаровое скопление на линии, соединяющей звёзды η и ζ этого созвездия, значительно ближе к η.

А Вы смотрели: Домашний планетарий homestar pro 2: общий обзор и параметры

Менее продвинутые любители смогут найти скопление, ориентируясь на Большую Медведицу. Мысленно продлив ручку «ковша» вниз, взгляд натыкается на яркую желтоватую звезду — Арктур. Проследив влево и вниз от неё, станет заметна другая яркая звезда — Вега (её видно после полуночи).

На линии между Арктуром и Вегой, немного ближе к Веге, находятся четыре звезды в виде перевёрнутой трапеции. На правой стороне этой трапеции, между угловыми звёздами, в бинокль хорошо различается яркое размытое пятнышко — шаровое скопление Геркулеса М13.

Начиная с апертуры 90 мм, пятнышко начинает искриться по краям, а со 150 мм становятся видимыми отдельные звёздочки. Начиная с апертуры 250 мм скопление превращается в мерцающую, красивую россыпь, состоящую из отдельных жемчужинок-звёзд. Астрономы считают М13 самым красивым шаровым скоплением Северного полушария! Удобнее всего наблюдать за скоплением во второй половине лета, в начале осени.

Источник