Проксима Центавра - ближайшая к Земле звезда: ее особенности
Человечество издавна интересовали звезды и тайны космоса. Люди задавались вопросом, что находится во Вселенной за пределами нашей планеты. С развитием науки и техники появилась возможность получать все больше знаний о дальнем космосе.
Один из важных вопросов - какая звезда является самой близкой к Земле. Конечно, это наше Солнце, находящееся на расстоянии около 150 миллионов километров. Но какова ближайшая к нам звезда во Вселенной?
В этой статье речь пойдет о самых близких к Солнечной системе звездах, расположенных на расстоянии до 5 парсек или 16 световых лет.
Особенности ближайшей звезды Проксима Центавра
Проксима Центавра — ближайшая к Солнцу звезда на данный момент. Это тусклый красный карлик с массой, составляющей лишь 12,3% от массы Солнца, и размерами, в 7 раз меньшими размеров нашего дневного светила. Несмотря на свою маленькую массу и размеры, Проксима Центавра является частью тройной системы Альфа Центавра, которая включает в себя две более крупные звезды.
Проксима Центавра находится на расстоянии 4,244 световых года от Солнца, что в 270 тысяч раз дальше, чем расстояние от Земли до Солнца. Она движется по огромной орбите вокруг общего центра масс с системой Альфа Центавра, совершая оборот за 500 тысяч лет. В настоящее время звезда находится на ближайшей к нам части орбиты, что делает ее временно самым близким соседом Солнца.
Проксима Центавра — звезда главной последовательности спектрального класса M5.5Ve, относительно спокойная и стабильная для звезд такого типа. Тем не менее, она демонстрирует некоторую переменность блеска, связанную с конвекционными процессами и вспышками на поверхности звезды.
- Визуальная звездная величина — +11,05m
- Масса — 0,123 M
- Радиус — 0,141 R
- Светимость — 0,0005 L
Несмотря на свою близость к Солнцу, Проксима Центавра не видна невооруженным глазом из-за крайне низкой светимости. Для ее наблюдения требуются оптические инструменты.
Расположение и движение Проксимы Центавра относительно Солнца
Проксима Центавра входит в состав тройной звездной системы Альфа Центавра, являясь третьим, наиболее удаленным от центра массы компонентом. Два основных компонента системы, Альфа Центавра A и Альфа Центавра B, представляют собой более массивные и яркие солнцеподобные звезды, тесно связанные гравитационно и движущиеся по эллиптической орбите вокруг общего центра масс.
В настоящее время Проксима Центавра приближена к Солнцу на минимальное расстояние благодаря своему положению на орбите вокруг общего барицентра системы Альфа Центавра. Ее нынешнее расстояние до Солнца составляет 4,244 световых года, что делает ее ближайшей к Земле звездой среди всех извести объектов.
Орбита Проксимы Центавра вокруг барицентра системы Альфа Центавра имеет огромный радиус, порядка 15 000 астрономических единиц или 0,21 световых лет. Это означает, что звезда совершает полный оборот лишь за 500 000 лет. Траектория ее движения представляет собой вытянутую эллиптическую орбиту, в ближайшей точке которой к Солнцу Проксима Центавра находится сейчас.
В течение ближайших тысячелетий Проксима Центавра будет удаляться от Солнца, пока не достигнет апоцентра своей орбиты, максимально возможного удаления от центра системы. После этого ее движение изменит направление, и она вновь начнет приближаться к Солнцу, чтобы через 250 000 лет снова оказаться в ближайшей точке.
Хотя Проксима Центавра является частью системы Альфа Центавра, ее скорость движения относительно других компонентов крайне мала в сравнении со скоростями движения основных светил системы относительно друг друга. Альфа Центавра A и B обращаются вокруг общего барицентра с периодом около 80 лет и имеют орбитальные скорости около 25 км/с.
Другие близлежащие звезды в радиусе 5 парсек от Солнечной системы
Помимо ближайшей звезды — Проксимы Центавра, в пределах 5 парсек (около 16,3 света лет) от Солнца расположено еще несколько десятков звездных систем. Многие из них представляют значительный интерес для астрономических исследований.
Второй по близости к Солнечной системе после Проксимы Центавра является система Альфа Центавра, состоящая из трех компонентов и находящаяся на среднем расстоянии 4,37 световых лет. Альфа Центавра A и B — ярчайшая пара звезд на небе, визуально слитых в единый объект с видимой звездной величиной -0,27. Каждая из них похожа по своим свойствам на Солнце, но обладает несколько большей массой и светимостью.
На расстоянии 4,83 светового года от Солнца находится звезда Барнарда, красный карлик с самой высокой известной собственной скоростью движения. Она относительно быстро перемещается в направлении созвездия Змееносца и через 10 000 лет будет примерно вдвое ближе к Солнцу.
Ярчайшей из всех близлежащих звезд является Сириус в созвездии Большого Пса, находящийся на расстоянии 8,6 световых лет. Это горячая голубовато-белая звезда спектрального класса A1V, заметно превосходящая по светимости наше Солнце. Сириус имеет белый карлик-компаньон Сириус B, образующий с ним тесную двойную систему.
- Лаланд 21185 — красный карлик на 4,44 св. лет
- Вольф 359 — красный карлик на 7,78 св. лет
- Росс 154 — красный карлик на 9,69 св. лет
- Эпсилон Индейца — оранжевый карлик на 11,82 св. лет
Среди ближайших к Солнцу звездных систем преобладают красные и оранжевые карлики — звезды главной последовательности с низкой массой и небольшими размерами. Даже на небольших расстояниях большинство из них слишком тусклы, чтобы быть видимыми невооруженным глазом. Однако некоторые красные карлики представляют особый интерес для поиска потенциально обитаемых экзопланет за счет длительности их существования на главной последовательности.
Изменение положения звезд со временем и их приближение к Солнцу
Звезды в нашей Галактике не стоят на месте - все они движутся со своими собственными скоростями и направлениями. Это приводит к постоянному изменению их взаимного расположения на небосводе и расстояний между ними. В частности, на протяжении десятков и сотен тысяч лет происходит смена ближайшей к Солнцу звезды.
В настоящее время, как уже говорилось, ближайшей звездой к Земле является Проксима Центавра на расстоянии 4,244 св. лет. Однако приблизительно через тысячу лет эту роль вновь возьмет на себя система Альфа Центавра, в которой объекты А и В будут по очереди занимать положение ближайшей к Солнцу звезды в силу их орбитального обращения вокруг общего барицентра.
Звезда Барнарда в созвездии Змееносца обладает очень большой собственной скоростью: 10,3 угловых секунды в год. Это позволяет ей стремительно сближаться с Солнечной системой. Так, на расстоянии около 4 световых лет она окажется примерно через 10 тысяч лет от настоящего времени.
Через 33 тысячи лет звезда Росс 248 в созвездии Андромеды, ныне находящаяся на удалении 10,3 св. лет, сблизится с Солнцем до расстояния 3,67 света лет и станет самой близкой. Она - один из самых маленьких и тусклых красных карликов.
Через 1,35 миллиона лет к Солнцу на расстояние примерно 1 св. года приблизится звезда Глизе 710 - оранжевый карлик в созвездии Змеи, который в настоящее время удален от нас на 63,5 св. года. В тот период эта звезда станет одним из ярчайших объектов на небе после Солнца, Луны и Венеры и будет хорошо видима на ночном небосводе.
Методы определения расстояний до звезд с помощью параллакса
Для определения расстояний до ближайших звезд астрономы используют метод параллакса. Суть этого метода заключается в измерении кажущегося смещения положения звезды на небесной сфере при наблюдении с разных точек орбиты Земли.
Параллакс - это кажущееся смещение близких объектов относительно удаленного фона при перемещении наблюдателя. Этот эффект можно легко продемонстрировать, протянув руку и указав пальцем на какой-либо предмет, затем поочередно закрывая и открывая левый и правый глаз. Объект, на который вы указываете пальцем, будет смещаться относительно удаленного фона.
Аналогично, при наблюдении за звездой с разных точек орбиты Земли, отстоящих друг от друга на 2 астрономические единицы (расстояние от Земли до Солнца), на фоне отдаленных туманностей и галактик положение звезды будет заметно смещаться. Это смещение и является параллаксом звезды
Величина параллакса обратно пропорциональна расстоянию до звезды. Чем ближе к нам находится звезда, тем больше будет ее параллакс. Измерив параллакс, астрономы могут рассчитать расстояние до звезды по формуле, связывающей расстояние, параллакс и размер большой полуоси орбиты Земли.
Для точного определения параллакса необходимо проводить наблюдения звезды с интервалом в полгода, когда Земля окажется в диаметрально противоположных точках своей орбиты. На таком расстоянии будет максимально заметен эффект смещения звезды относительно фона.
С помощью метода параллакса удается достаточно точно измерить расстояния до звезд в пределах 100-200 световых лет от Солнца. Для более удаленных объектов параллакс становится слишком малым, чтобы его можно было надежно определить даже современными инструментами.
Перспективы освоения ближайших звезд человечеством в будущем
На сегодняшний день нам известны звезды, расположенные на расстояниях до 5 парсек (около 16 световых лет) от Солнца. Проксима Центавра - ближайшая звезда к Земле на данный момент, находится в 4,244 светового года от нас. Это кажется совсем близким расстоянием по космическим меркам, но для современного уровня развития космических технологий оно представляется практически недостижимым.
Дело в том, что даже при нынешних пиковых скоростях космических зондов, измеряемых десятками километров в секунду, потребовалось бы многие тысячи лет, чтобы достичь такого удаления. Например, при скорости 50 км/с, близкой к рекордной для запущенных земных аппаратов, на преодоление 4 световых лет потребуется более 20 тысяч лет непрерывного полета.
Поэтому на ближайшие сотни лет единственным способом изучения ближайших звезд для человечества остается дистанционное наблюдение при помощи наземных и орбитальных телескопов, спектрометров и других инструментов. Возможно развитие методов определения физических характеристик звезд по их электромагнитному излучению и позволит более детально изучать ближайшие к нам солнечные системы уже в обозримом будущем.
Однако прямое освоение этих объектов, включая отправку космических кораблей с людьми на борту или без них, в нынешних условиях неосуществимо из-за колоссальных временных и энергетических затрат. Дальнейшее развитие технологий в будущем, возможно, позволит преодолевать такие огромные расстояния за приемлемое время.
Ключом здесь может стать разработка принципиально новых способов перемещения в пространстве, не обремененных ограничениями классической ракетной техники. К примеру, достижения в области создания сверхпроводящих электромагнитных ускорителей, антигравитационных двигателей или способов формирования кротовых нор в пространстве-времени позволили бы преодолевать межзвездные расстояния в разумные сроки.