Глава 12. Переменные звезды.

Переменными мы называем звезды, блеск которых меняется во времени с различной периодичностью, а иногда и без оной. Таких звезд довольно много и некоторые из них вполне доступны наблюдению в любительские приборы.
Вообще наблюдение переменных звезд одна из областей астрономии, где любители могут внести довольно солидный вклад в науку своими данными.
Немного истории. В 1596 году Д.Фабрициус обнаружил звезду в созвездии Кита и проследил изменение ее блеска. Эта звезда носила обозначение омикрон Кита и получила имя Мира (Удивительная). В 1669 году Дж.Монтанари обнаружил переменность Алголя — беты Персея. В конце XVIII века был создан первый список переменных звезд, а более системные наблюдения начали проводится уже в девятнадцатом веке. Уже в двадцатом веке после начала систематических фотографических наблюдений количество звезд у которых найдена переменность существенно увеличилось.
Причинами изменения блеска звезд могут быть различные факторы. Это связано как с изменением физических параметров звезды, так и с визуальными факторами — затмением одной звезды другой, например. В зависимости от этих факторов и характера изменения блеска все переменные звезды условно разделены на несколько типов, обозначу наиболее интересные из них -
I. Пульсирующие переменные звезды:
- Долгопериодические переменные звезды. Это красные гиганты с массами от одной до нескольких солнечных, вступающие в заключительный этап своей эволюции. Эти звезды испытывают колебания блеска с периодами в несколько сотен суток. Они разделяются на две группы: переменные типа Миры Кита (мириды) и полуправильные переменные (SR).

К полуправильным относятся звезды с амплитудой изменения блеска меньше 2.5 звездных величин и отличающиеся нерегулярным изменением блеска. У мирид амплитуда блеска может достигать даже десятка звездных величин, а период изменения от 150 до 600 суток. К переменным типа Миры Кита относятся такие известные долгопериодические переменные как R Гидры и R Льва, R Орла и хи Лебедя.
Примерами полуправильных переменных могут послужить R Лиры, мю Цефея, ро Кассиопеи.
- Неправильные переменные не имеют никакой системы в своих колебаниях блеска. Эти звезды являются красными гигантами и сверхгигантами достигнувшими стадии нестабильности. К этому классу переменных относятся такие звезды как эпсилон Пегаса, W Большого Пса.
- Цефеиды. Класс переменных звезд с ярковыраженной точной зависимостью период-светимость. Он назван по имени звезды дельты Цефея, являющейся самым известным представителями этого типа. Блеск звезд типа дельты Цефея меняется с амплитудой от 0,5 до 2,0 звездных величин, а период колебаний составляет от 1 до 200 суток.
Цефеиды в свою очередь делятся на классические цефеиды и цефеиды типа W Девы. Типичными примерами цефеид могут послужить эта Орла и дзета Близнецов. Сама дельта Цефея меняет свой блеск от 3,5 до 4,4 звездной величины с периодом 5,4 суток. Все эти три звезды вполне подходят для наблюдений начинающим.

- Переменные типа RR Лиры являются старыми белыми звездами и изменяют свой блеск на 0,5-1,5 звездной величины менее чем за сутки. Такие звезды часто встречаются также в шаровых скоплениях. Сама RR Лиры меняет блеск с 7,1 до 8,1 величины и обратно за 0,57 суток.
II. Еще один интересный класс переменных звезд — затменные переменные. В этом случае виновником переменности звезды являются не физические процессы происходящие с самой звездой, а другая звезда. Здесь переменная является членом тесной двойной системы, где одна звезда периодически затмевается другой. Естественно, в этом случае орбита этой двойной системы расположена ребром к нам. Одна из самых известных переменных такого типа и первая открытая из них — это Алголь, бета Персея. Каждые 2,9 суток блеск беты Персея падает с 2,2 зв.величины до 3,4 зв.величины, когда более слабая звезда затмевает более яркую. Существует и вторичный минимум — более яркая затмевает более слабую, но этот минимум не виден невооруженным глазом. Максимальный блеск звезда имеет когда свет приходит одновременно от обеих светил.

Еще одна из известных затменных — бета Лиры. Она меняет свой блеск от 3,3 до 4,4 за 12,9 суток. Обе эти звезды являются хорошим объектом для начинающего любителя.
III. Самыми эффектными из всех переменных могут считаться новые звезды — они неожиданно вспыхивают на десять величин и больше. Звезда может стать видимой невооруженным глазом после вспышки, когда как до этого была слабой звездой видимой лишь в телескоп. Новыми их называют потому, что в древности их действительно считали новыми звездами появившимися на пустом месте. На самом деле это довольно старые звезды, слабые, лишь временно увеличившие свой блеск. Кстати, несмотря на схожие названия они не связаны со сверхновыми, имеющими другие причины для увеличения блеска.
Для оценок блеска переменных звезд используется следующий несложный метод. Блеск наблюдаемой звезды сравнивается с блеском двух соседних звезд, блеск которых известен и постоянен. Подбираются такие пары, в которых одна звезда чуть ярче переменной, а другая чуть слабее. Такие звезды называются звездами сравнения. Мысленно разбивают диапазон на несколько долей и сравнивают в этой шкале насколько переменная слабее яркой и насколько ярче более слабой звезды. Результат вместе со временем наблюдения обязательно нужно зафиксировать.
Для наблюдения в течение всего периода изменения блеска выбирают несколько таких пар сравнения, чтобы перекрыть весь диапазон изменения блеска нашей переменной. Звезды сравнения для удобства записи временно обозначают латинскими буквами (a, b, c и так далее). Нашу переменную временно обозначим буквой v.
Для удобства обработки результат записывается так -
a1v3b.
Эта запись значит, что наша переменная немного слабее звезды a и существенно слабее звезды b, при том что весь диапазон яркости между звездами a и b поделен на четыре части. Далее, уже при обработке полученного результата, в более комфортных условиях дома, можно подставить реальные величины звезд сравнения в эту формулу и рассчитать полученный нами блеск переменной звезды. Таким несложным методом проведя несколько наблюдений в разное время можно получить простейшую кривую блеска нашей переменной в зависимости от времени.
Переменных звезд на нашем небе большое количество и чтобы отнаблюдать их всех не хватит ресурсов и времени даже у всех на Земле профессиональных обсерваторий. А если добавить к ним звезды переменность которых находится под вопросом и нуждается в проверке, то это число еще и увеличится. Поэтому наблюдения любителей могут быть очень полезны при исследованиях этого типа астрономических объектов.
Для более подробного изучения этого интересного класса астрономических объектов рекомендую почитать следующие ресурсы -
- Книга известного отечественного исследователя переменных звезд — Н.Н.Самусь. Переменные звезды
- Интересный российский ресурс посвященный переменным звездам. Много материалов, статей, можно скачать книги, атласы и другую информацию по наблюдению переменных — http://variablestars.ru/
- Сайт Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд (AAVSO) — AAVSO.                                             ( по материалам http://blog.astronomypage.ru )