Сі́ріусАстрономічний календар ГАО НАНУ, або Си́ріусАстрономія. 11 клас: Книга для вчителя / Ю. В. Александров, А. М. Грецький, М. П. Пришляк ст.27 — найяскравіша зоря нічного неба, розташована в південному сузір'ї Великого Пса й тому також відома як Великого Пса. З видимою зоряною величиною −1,46, Сіріус майже вдвічі яскравіший за Канопус, наступну за яскравістю зорю. Сіріус здається яскравим завдяки високій світності та близькості до Сонячної системи. На відстані , система Сіріуса є однією з найближчих до Землі.
Сіріус — подвійна зоря, він складається з зорі головної послідовності спектрального класу A0 або A1 (Сіріус A) і тьмяного білого карлика спектрального класу DA2 (Сіріус B), які обертаються навколо спільного центру мас з періодом 50 років. Сіріус A приблизно вдвічі масивніший за Сонце () і має абсолютну зоряну величину +1,43. Він світиться у 25 разів яскравіше за Сонце, але поступається за світністю іншим яскравим зорям, таким як Канопус, Бетельгейзе або Рігель. Вік Сіріуса близько 230 мільйонів років. Спочатку він складався з двох яскравих блакитних зір. Масивніша з них, Сіріус B, вичерпала свій запас водню, перетворилася на червоний гігант і близько 120 мільйонів років тому скинула зовнішні шари, ставши білим карликом.
Геліакальне сходження Сіріуса відзначало розливи Нілу в давньому Єгипті та «собачі дні» для давніх греків. У 1844 році Фрідріх Бессель на основі нерегулярностей власного руху припустив, що Сіріус є подвійною зорею, і лише в 1862 році Алван Кларк безпосередньо виявив зорю-супутник Сіріус B, яку в 1915 році класифікували як один із перших відомих білих карликів.
Назва Назва «Сіріус» походить від латинського Sīrius, що запозичене з грецького (). Саме грецьке слово могло бути запозичене з іншого джерела ще до архаїчного періоду, деякі дослідники пов'язують його з єгипетським богом Осірісом. Найдавніше відоме вживання назви — в поемі Гесіода «Роботи і дні» (VII ст. до н. е.). 2016 року Міжнародний астрономічний союз організував Робочу групу МАС з назв зір для каталогізації та стандартизації власних назв зір. Перший бюлетень цієї групи від липня 2016 року містив таблицю перших двох партій затверджених назв, серед яких була й назва Сіріус (Sirius) для зорі α Великого Пса A. Сьогодні ця назва внесена до Каталогу назв зір МАС.
Сіріус має понад 50 інших позначень і імен. В англійській мові він має популярну неофіційну назву «Собача зоря» (). В есе Джеффрі Чосера «Трактат про астролябію» він названий Alhabor і зображений у вигляді голови собаки. Цю назву широко використовували на середньовічних астролябіях Західної Європи. У Стародавньому Єгипті він був відомий під ім'ям Сопт, яке часто передають як Сотіс. Санскритські назви — Мргавіадха («мисливець на оленів») або Лубдхака («мисливець»). У Скандинавії зорю знали під назвою Локабренна («факел Локі»). Агріппа Неттесгаймський наводив для Сіріуса астрологічний символ .
Спостереження
Яскравість
З видимою зоряною величиною −1,46 Сіріус є найяскравішою зорею нічного неба, майже вдвічі яскравішою за другу за яскравістю зорю — Канопус. Із Землі Сіріус виглядає тьмянішим за Юпітер і Венеру, а в певні періоди — також тьмянішим за Меркурій і Марс. Сіріус видно майже з усієї Землі, за винятком широт північніше 73° пн. ш., і в деяких північних містах він підіймається невисоко над горизонтом. Через схилення приблизно −17° Сіріус є навколополярною зорею для широт південніше 73° пд. ш. Разом із Проціоном і Бетельгейзе Сіріус утворює одну з трьох вершин Зимового трикутника для спостерігачів у Північній півкулі.
За сприятливих умов Сіріус можна спостерігати удень неозброєним оком. Найкраще, коли небо дуже прозоре, спостерігач перебуває на значній висоті, зоря проходить якомога ближче до зеніту, а Сонце низько над горизонтом. Найпростіше виконати ці умови біля заходу Сонця в березні та квітні, а також біля сходу Сонця у вересні та жовтні. Через південне схилення Сіріуса спостережні умови сприятливіші в Південній півкулі.
Кінематика У 1717 році Едмонд Галлей, порівнявши тогочасні положення зір з наведеними в «Альмагесті» Птолемея II ст. н. е., відкрив власний рух зір, які раніше вважали нерухомими. Галлей помітив значне зміщення яскравих зір Альдебарана, Арктура й Сіріуса; Сіріус змістився приблизно на 30 кутових мінут (близько діаметра Місяця) на південний захід.
У 1868 році Сіріус став ще й першою зорею, для якої виміряли променеву швидкість: Вільям Гаггінс дослідив спектр зірки та помітив червоне зміщення. Він дійшов висновку, що Сіріус віддаляється від Сонячної системи зі швидкістю близько 40 км/с. Порівняно з сучасним значенням −5,5 км/с, це значення було завищеним і мало неправильний знак (знак мінус означає, що зоря наближається до Сонця).
Сіріус поступово наближається до Сонячної системи, і його яскравість буде зростати протягом наступних 60 000 років, досягнувши піка в −1,68. Приблизно в той самий час Сіріус стане південною полярною зорею, підійшовши на 1,6° до південного небесного полюса близько 66 270 року н. е. Це стане наслідком як прецесії земної осі, так і власного руху Сіріуса серед інших зір. Потім відстань почне збільшуватися, і зоря стане тьмянішою, але вона залишатиметься найяскравішою зорею нічного неба Землі ще приблизно 210 000 років. Після цього Сіріус поступиться Везі, іншій зорі спектрального класу A, яка за світністю перевищує Сіріус, але наразі розташована на більшій відстані від Землі.
Відстань У своїй книзі 1698 року «Космотеорос» Крістіан Гюйгенс оцінив відстань до Сіріуса в 27 664 відстаней від Землі до Сонця (приблизно 0,437 світлового року, що відповідає паралаксу близько 7,5 кутових секунд). Було кілька невдалих спроб виміряти паралакс Сіріуса:
Жак Кассіні (6 секунд); деякі астрономи, включно з Невілем Маскелайном, використовуючи спостереження Ніколя-Луї Лакайля, зроблені на Мисі Доброї Надії (4 секунди); Піацці (так само); використовуючи спостереження Лакайля в Парижі, більш численні та надійні, ніж на Мисі Доброї Надії (без результату); Бессель (без результату).
Шотландський астроном Томас Гендерсон використав свої спостереження 1832—1833 років та спостереження південноафриканського астронома 1836—1837 років і визначив паралакс 0,23 кутової секунди, а похибку оцінив менше чверті секунди, або як писав Гендерсон у 1839 році: «У цілому можна зробити висновок, що паралакс Сіріуса не перевищує пів секунди; і, ймовірно, значно менший». Протягом більшої частини XIX століття астрономи використовували значення 0,25 кутової секунди. Тепер відомо, що його паралакс майже 0,4 секунди.
Астрометрична космічна місія Гіппархос паралактичним методом виміряла відстань до Сіріуса 8,60 ± 0,04 світлових років, а Gaia — 8,709 ± 0,005 світлового року, проте він відзначений як такий, що має дуже високий показник астрометричного шуму, що свідчить про можливу ненадійність значення паралакса.
На відстані 2,6 парсека (8,6 св. р.) система Сіріуса містить дві з восьми найближчих до Сонця зір і є п'ятою за близькістю до Сонця зоряною системою. Саме ця близькість головним чином зумовлює його яскравість, як і в інших близьких зір, зокрема Альфи Центавра, Проціона та Веги, на відміну від далеких яскравих і надяскравих надгігантів, таких як Канопус, Рігель чи Бетельгейзе. Попри це, світність системи все ще приблизно у 25 разів перевищує світність Сонця. Найближчою великою сусідньою зорею до Сіріуса є Проціон, розташований на відстані 1,61 парсека (5,24 св. р.). Космічний апарат «Вояджер-2», запущений у 1977 році для дослідження чотирьох планет-гігантів Сонячної системи, за прогнозами пройде на відстані від Сіріуса приблизно через 296 000 років.
Подвійність У листі від 10 серпня 1844 року німецький астроном Фрідріх Вільгельм Бессель зробив висновок, що Сіріус має невидимий супутник, спостерігаючи зміни у його власному русі. 31 січня 1862 року американський телескопобудівник та астроном Алван Грем Кларк уперше зауважив тьмяний супутник, який нині називають Сіріусом B. Це сталося під час випробування із діаметром для , який тоді був одним із найбільших рефракторів у світі та найбільшим телескопом у США. Спостереження Сіріуса B підтвердили 8 березня за допомогою менших телескопів.У 1915 році Волтер Сідні Адамс, використовуючи 60-дюймовий (1,5 м) рефлектор в Обсерваторії Маунт-Вілсон, дослідив спектр Сіріуса B і визначив, що це тьмяна біла зоря. Це зробило Сіріус B другим білим карликом, відкритим в історії астрономії. Діаметр Сіріуса A уперше виміряли Роберт Генбері Браун та у 1959 році в Обсерваторії Джодрелл-Бенк за допомогою зоряного інтерферометра інтенсивності. У 2005 році, використовуючи космічний телескоп Габбл, астрономи визначили, що діаметр Сіріуса B близький до діаметра Землі — 12 000 км, а маса становить 102 % маси Сонця.Подвійна система має надлишок інфрачервоного випромінювання, зафіксований космічною обсерваторією IRAS. Це може свідчити про наявність пилу в системі, що є дещо нетиповим для подвійних зір. Рентгенівське зображення з «Чандри» показує, що Сіріус B в рентгенівському діапазоні перевершує свого яскравішого у видимому світлі компаньйона.
Період обертання подвійної системи становить 50 років, відстань між компонентами змінюється від 8,2 до 31,5 астрономічної одиниці, а видима кутова відстань компонентами — від 3 кутових секунд до 11 кутових секунд. Під час найтіснішого зближення розрізнити білий карлик поруч із значно яскравішим компонентом дуже складно: для цього потрібен телескоп з апертурою щонайменше 30 см і відмінні умови атмосферної стабільності. Після періастру 1994 року компоненти почали розходитися, і їх стало легше розділяти телескопом. Апоастр настав у 2019 році, але з точки зору земного спостерігача найбільше кутове розділення спостерігалося у 2023 році й становило 11,333″.
Гіпотетична третя зоря З 1894 року спостерігали деякі видимі нерегулярності в орбіті системи Сіріуса, що дозволяло припустити існування третього, дуже слабкого супутника, але його існування так і не підтвердили. Найкращого узгодження з даними вдається досягти для третього компонента масою , що обертається навколо Сіріуса A з періодом 6 років. Ця зоря була б у п'ять-десять разів тьмяніша за білий карлик Сіріус B, що ускладнило б її спостереження. «Третя зоря», яку спостерігали близько 1930, ймовірно, була непов'язаною з Сіріусом «фоновою зорею», яка в той час випадково проходила повз Сіріус на небесній сфері.
Дослідження 1995 року дійшло висновку, що третій компаньйон, імовірно, існує і має масу близько 0,05 маси Сонця. Це міг би бути невеликий червоний карлик або великий коричневий карлик з видимою зоряною величиною понад 15 і кутовою відстанню менш ніж 3″ від Сіріуса A. Однак у 2017 році точніші астрометричні спостереження, виконані за допомогою космічного телескопа «Габбл», виключили існування Сіріуса C зоряної маси, водночас допускаючи субзоряний об'єкт, наприклад коричневий карлик меншої маси. Дослідження 1995 року передбачало астрометричне зміщення приблизно 90 мсек, проте «Габбл» не виявив жодних аномалій положення з точністю до 5 мсек. Це виключило існування об'єктів, що обертаються навколо Сіріуса A, з масою понад 0,033 маси Сонця (35 мас Юпітера) з періодом 0,5 року та понад 0,014 маси Сонця (15 мас Юпітера) з періодом 2 роки. Також дослідження виключило наявність компаньйонів у Сіріуса B з масою понад 0,024 маси Сонця (25 мас Юпітера) з періодом 0,5 року та понад 0,0095 маси Сонця (10 мас Юпітера) з періодом 1,8 року. Фактично це означає, що в системі Сіріуса майже напевно немає додаткових тіл, більших за невеликий коричневий карлик або масивну екзопланету.
Невдалі пошуки планет У 2015 році Віган і його колеги, використовуючи Оглядовий телескоп ДВТ, шукали ознаки субзоряних компаньйонів і змогли виключити наявність планет-гігантів масою в 11 мас Юпітера на відстані 0,5 а.о. від Сіріуса A, з масою 6–7 мас Юпітера на відстані 1–2 а.о. і з масою 4 маси Юпітера на відстані 10 а. о. В іншому дослідженні Лукас і співавтори не виявили жодних компаньйонів навколо Сіріуса B.
Суперечка щодо кольору