Алголь и Персей

Далеко не каждая звезда имеет собственное имя. Как правило, только самые яркие светила могут позволить себе подобную роскошь. Звездные имена, будучи в основном арабского происхождения, звучат для нашего уха красиво и непривычно. Но в переводе они, как правило, обнаруживают весьма прозаический смысл: так звезда Арнеб превращается в Зайца, Мегрец в Начало хвоста, Мирфак в Локоть… Правда, попадаются на небе и необычные звезды, которые имеют столь же необычные имена. Одна из таких звезд находится в созвездии Персея, и ее имя — Алголь или «звезда дьявола»

Алголь (или бета Персея) — вторая по яркости звезда в созвездии Персея. В списке самых ярких звезд ночного неба она располагается в седьмом десятке. Тем не менее, многие  слышали про эту звезду.

Созвездие Персея в атласе Иоганна Байера «Уранометрия», 1603 г.

Сегодня мы знаем, что Алголь не одинок. На небе существует множество звезд, которые подобно ему, изменяют время от времени свой блеск. Такие звезды называются переменными. Изменение блеска происходит по разным причинам. Некоторые виды старых звезд неустойчивы; они беспрерывно и ритмично изменяются в размерах, то раздуваясь, то, наоборот, сокращаясь. Другие звезды покрыты огромными пятнами, подобными солнечным, только гораздо бо́льшими по размерам. Когда к Земле поворачивается та сторона звезды, на которой пятен особенно много, звезда тускнеет. К какой же категории переменных относится бета Персея? Алголь — самая известная затменно-переменная звезда. Как понимать этот термин?

Переменность блеска Алголя для европейцев открыл итальянский математик и астроном Джеминиано Монтанари в 1669 году. Несмотря на то что открытие Монтанари вскоре подтвердили другие астрономы (например, Маральди и Палитцш), переменность Алголя не была исследована вплоть до 1782 года. Астрономы не знали, как именно изменяет блеск Алголь — строго периодически или хаотично, на одну и ту же звездную величину или на разные.

Первым, кто взялся тщательно исследовать звезду, был глухонемой английский юноша из Йорка по имени Джон Гудрайк (John Goodricke, 1764-1786).

Осенью 1782 года, восемнадцати лет от роду, Гудрайк принялся каждую ясную ночь оценивать блеск Алголя, сравнивая его с блеском других звезд. Часто он делал это несколько раз за ночь, чтобы не пропустить момент, когда звезда начнет тускнеть. В конечном счете Гудрайк рассчитывал собрать достаточно оценок, чтобы построить график изменения блеска звезды во времени и посмотреть, нет обнаружатся ли на нем какие-либо закономерности.

Но время шло, а пресловутая звезда дьявола не подавала признаков переменности. Другой на месте Гудрайка давно оставил бы попытки «поймать» звезду с поличным, но юноша был терпелив и настойчив. Наконец, 12 ноября 1782 года он записал в журнале:

«Этой ночью я смотрел на Бету Персея и был поражен тем фактом, что его яркость изменилась. Теперь это звезда приблизительно 4-й величины. Я наблюдал ее старательно в течение примерно часа. Было трудно поверить, что ее блеск изменился, поскольку я никогда не слышал, чтобы звезды могли так быстро изменять свою яркость».

Увиденное было столь поразительно, что вначале Гудрайк подумал, что имеет дело с оптической иллюзией, дефектом зрения или результатом волнения атмосферы. Однако дальнейшие наблюдения показали, что звезда действительно меняет свой блеск, причем делает это строго периодически! К апрелю 1783 года Гудрайк определил период изменения блеска Алголя: 2 суток и 21 час.

Но в чем причина переменности Алголя? Гудрайк предположил, что вокруг звезды вращается достаточно большое тело, которое, проходя перед звездой, частично закрывает ее от нас, уменьшая идущий от нее поток света. По мысли Гудрайка это могла быть планета или более тусклая звезда. Два небесных тела были расположены так близко друг к другу, что их нельзя было разделить ни в один телескоп.

Идея Гудрайка хорошо объясняла строгую периодичность изменения блеска и потому была принята большинством астрономов. Однако вплоть до 1889 года оставалась хотя и красивой, но всего лишь гипотезой. Доказал правоту англичанина астроном Герман Фогель, который работал в Потсдамской обсерватории. Для того, чтобы показать, что Алголь состоит из двух компонентов, он применил спектральный анализ — метод, который в ту пору только входил в научный обиход. С помощью призмы Фогель разложил свет Алголя на спектр. В нем, как и следовало ожидать, обнаружились темные линии поглощения различных химических элементов. Удивительным было то, что линии то расходились, то сходились, так, как если бы принадлежали двум разным звездам. Смещение линий говорило о движении объектов — по закону Доплера смещение в красную сторону свидетельствует об удалении звезды от наблюдателя, а в фиолетовую — об ее приближении.

Тщательные наблюдения позволили установить, что полный цикл расхождения и схождения линий составлял 2,87 суток, в точности совпадая с периодом переменности Алголя! Так гениальная догадка Гудрайка нашла свое подтверждение в строгих наблюдениях. Звезда дьявола в действительности состояла из двух звезд, обращающихся вокруг общего центра масс. Орбита звезды-спутника расположена так, что она закрывает (или, как говорят астрономы, затмевает) от нас главную звезду каждый раз, проходя между ней и Землей. В результате суммарный поток света от Алголя уменьшается. Такие звезды ученые называют затменно-переменными.

Система Алголя. Орбита звезды-спутника расположена по отношению к Земле таким образом, что каждый раз проходя между главной звездой и Землей, спутник частично затмевает главную звезду, вызывая падение суммарного блеска системы.

Алголь стал первой затменно-переменной звездой, обнаруженной человеком. Уже через год после исследования переменности Алголя, Гудрайк и его друг астроном Пигготт нашли еще одну затменно-переменную звезду, β Лиры. Сейчас таких светил известно много тысяч; Алголь, будучи одной из самых близких затменно-переменных звезд, является одновременно и самой изученной звездой такого рода.

В 2012 году компоненты системы Алголя были разделены на интерферометре CHARA.

Итак, изучение блеска Алголя позволяет построить следующую картину. Система β Персея состоит из двух звезд, одна из которых ярче, а другая тусклее. Звезды расположены очень близко друг к другу, так что период их обращения вокруг центра масс равен 2,87 суток. При этом расположена пара таким образом, что мы на Земле можем наблюдать частные затмения каждый раз, когда один компонент оказывается за другим.

Астрономы заподозрили существование и третьей компоненты системы в конце 1950-х годов, однако ее характеристики долгое время не удавалось установить точно. Сегодня она уже достаточно хорошо изучена - испускает в 10 раз больше света, чем наше дневное светило.

Таким образом, Алголь — тройная звезда. Все три компонента родились одновременно из одного газо-пылевого облака, их возраст оценивается в 300 миллионов лет.

Алголь А — горячая массивная звезда главной последовательности, то есть звезда, которая, подобно Солнцу, находится в равновесии, сжигая в своем ядре водород. Между тем ее спутник, звезда Алголь B, уже сошла с главной последовательности и перешла в стадию субгиганта. Это значит, что она проэволюционировала гораздо дальше главной звезды: водород в ее ядре подходит к концу.

Но как это возможно, ведь Алголь А гораздо массивнее спутника?! А чем звезда массивнее, тем быстрее она сжигает ядерное топливо, и тем быстрее в конечном итоге эволюционирует! 

Это противоречие, возникающее при сопоставлении наблюдаемых данных с теорией, получило название «парадокс Алголя». Объясняется он просто и красиво.

В прошлом Алголь B был массивнее Алголя А и потому быстрее проэволюционировал. Превратившись в субгигант, Алголь B заполнил полость Роша — область вокруг звезды, где сила ее притяжения больше силы притяжения спутника. В результате вещество Алголя B начало перетекать на Алголь А, обогащая звезду водородом (во внешних слоях звезды его всегда больше, чем в ядре) и одновременно разогревая ее за счет дополнительной массы. Так проэволюционировавшая звезда стала менее массивной, чем эволюционно более молодая. Нечто подобное астрономы наблюдали на примере Регула.

Процесс перетекания вещества в системе Алголя, рисунок художника.

Наблюдать Звезду дьявола в средних широтах можно почти круглый год, за исключением периода коротких летних ночей, когда созвездие Персея находится низко над горизонтом на севере. В конце лета по вечерам Персей виден на востоке, в начале осени — на юго-востоке. Лучшее время для наблюдения Алголя — осень и первая половина зимы. В это время по вечерам созвездие Персея находится почти в зените в южной части неба.
Наиболее яркие звезды Персея образуют три цепочки — две нижних и верхнюю, — похожие на зеркальное отражение греческой буквы λ. Три цепочки соединяются в самой яркой звезде Персея, известной под именем Мирфак. Алголь находится внизу правой нижней цепочки, вместе со звездами ω, ρ и π Персея образуя небольшой четырехугольник.

Алголь и Древний Египет

Итак, Алголь с древнейших времен носит «ужасные» имена, связанные, по всей видимости, с переменностью его блеска. В последнее время появились данные, что переменность Алголя была известна уже в Древнем Египте!

К этому выводу пришла группа финских ученых из университета Хельсинки, которая проанализировала Каирский календарь — древний папирус, датируемый 1271 — 1163 гг. до нашей эры. Особенность этого календаря в том, что в нем дается прогноз Счастливых и Несчастливых дней года (нечто сродни современным астрологическим прогнозам). Более того, даже в пределах одного дня составители календаря выделяли «счастливые» и «несчастливые» часы. Эти прогнозы основывались как на мифологических, так и на астрономических событиях, которые, по мысли авторов календаря, влияли на повседневную жизнь людей.

Изучая Каирский календарь, финские исследователи подметили две периодичности в прогнозах, которые увязали с астрономическими явлениями. Первая — 29,6-дневная, сразу нашла свое объяснение. Она практически точно соответствует циклу фаз Луны. Вторая же периодичность составила 2,85 суток, и ее объяснить было не так легко. Единственное астрономическое событие с подобным циклом, которое можно наблюдать невооруженным глазом (телескопов у египтян то не было), — цикл Алголя!

В этом объяснении, в принципе, нет ничего фантастического. Наблюдательная астрономия в Древнем Египте была на достаточно высоком уровне, и жрецы вполне могли владеть знаниями о переменности беты Персея.

*

Algol, Demon, Demon Star, и Blinking Demon, от арабского Ras al Ghul, Голова Демона, как считается, была названа так по причине быстрых и странных изменений ,это название, вероятно, идет от Птолемея. Al Ghul буквально означает Озорник; это имя (гуль - злой дух) дошло до наших дней в сказках Тысячи и одной ночи. Оно выродилось в Alove, в каковом виде часто использовалось несколько столетий назад для обозначения этой звезды.

У писателей-астрономов три века назад Алголь была Caput Larvae, Голова Призрака. Гиппарх и Плиний знают отдельное созвездие, состоящее из звезд Горгоны, как Голова Медузы, этот астеризм дошел до наших дней, правда, всегда связанный с созвездием Персея.

Евреи знали Алголь как Голова Сатаны; Чилмед - как Rosch hassatan (Голова Дьявола); но также и как Лилит, демоница.

Китайцы дали ей ужасное название Tseih She, Гора Трупов.

Но чем еще так  знаменита эта звезда?  Почему древние в лучшем случае опасались ее, считая необычной звездой, а в худшем попросту боялись ее? Имя Алголь, имеющее арабские корни, также несет зловещий оттенок! Глагол غال (гальa) означает губить, убивать, существительное الغول (ал-гуль) переводится как злой дух или чудовище.

Алголь принадлежит созвездию Персея на протяжении более двух тысяч лет.
Птолемей пишет о ней в своем каталоге τῶν ἐν γοργονίῳº ὁ λαμπρός  - одна из ярчайших в голове Горгоны.

Алголь изображался на древних картах в качестве одного из глаз ужасной Медузы. Даже в Темные века, когда античные знания о небе перекочевали из Европы в исламский мир, арабские астрономы продолжали рисовать созвездие Персея со звездой дьявола в качестве одного из глаз Медузы. Случайно ли? Вовсе нет!

То есть, они заметили то, о чем шла речь выше : Алголь… подмигивает! Другими словами блеск звезды не постоянен, она светит то ярче, то тусклее!
На небе созвездие Персея отображалось следующим образом: в одной руке герой держит поднятый над головой меч, а в другой — страшную голову Медузы, которая и после смерти готова обратить в камень каждого, кто на нее посмотрит.
Подробнее о горгоне Медузе читать ЗДЕСЬ

Астрологи, конечно, считали ее самой неблагоприятной, опасной, сулящей всевозможные беды звездой, и это, несомненно, помимо того что она представляет собой прекрасный объект для наблюдения, делает ее самой примечательной переменной на северных небесах.

*

Персей – древнее созвездие северной части неба, названное в честь греческого героя, убившего Горгону Медузу. Оно является одним из 48 созвездий Птолемея.

На латинском – Perseus.Во Франции Persée, в Италии Perseo, в Германии Perseus, в ранних каталогах Perseus et Caput Medusae.

На ранних изображениях он показан в виде обнаженного юноши, с крылатыми сандалиями, талариями, на ногах, полоской материи вокруг тела, держащим в руках Gorgoneion, или голову Медузы Горгоны, единственной смертной из Горгон, а в правой ἅρπη, или серп, полученный им от Меркурия. Дюрер изображает его таким образом, но добавляет одежды; вероятно, Байер, Аргеландер и Хейс воспользовались его изображением, поскольку у них оно предстает так, как показал великий художник.

Название, бывшее широко распространенным, и сохранившееся до сих пор, было Rescuer, Спасатель, ибо, согласно мифам, когда Персей обещал доставить Полидевкту голову Горгоны и нашел сестер спящими на острове в Океане, то, используя данный ему Минервой щит как зеркало, чтобы не окаменеть от взгляда Медузы, отрубил ей голову, которую затем использовал, чтобы спасти Андромеду. Кто-то, когда то об этом писал:

В своем отполированном щите, как в зеркале,

Увидел он отражение спящей Медузы,

И прежде, чем проснулась хоть одна змея на ее голове,

Нанес верный, быстрый удар,

И отделил голову от тела.

Персей (др.-греч. Περσεύς) – легендарный герой и сын Зевса и Данаи, дочери аргосского царя Акрисия в древнегреxеской мифологии. Упомянут в «Илиаде» (XIV 320).

Царь Аргоса Акрисий, узнал от оракула, что ему суждено погибнуть от руки сына его дочери Данаи. Желая избежать рока, Акрисий заключил свою дочь Данаю в медную башню, а по другой версии в подземные покои из бронзы и камня, но полюбивший её громовержец Зевс проник к ней в виде золотого дождя. После этого Даная родила Персея. Испуганный Акрисий поместил дочь и внука в ящик и приказал крепко заколотить его, а потом бросить в море.

Даная и Персей спаслись, когда их ящик прибило волнами к острову Серифос.
Персей сначала воспитывался в доме серифского вельможи (по другой версии, рыбака) Диктиса, а затем был отправлен царем Полидектом, братом Диктиса, влюбившимся в Данаю, за головой Горгоны Медузы — чудовища, взгляд на которое обращал человека в камень.

Ἱππότης, Всадник, и Profugus, Летящий, были другими названиями этого созвездия.

Классические поэты именовали его Pinnipes, имея в виду таларии; Cyllenius, Герой, получивший помощь Меркурия; Abantiades и Acrisioniades, по деду и отцу; Inachides, от древнего предка, первого царя Аргоса; Deferens caput Algol, Victor Gorgonei monstri, Gorgonifer, Gorgonisue, и Deferens cathenam, из связи Персея с Медузой и цепями Андромеды.

Имеет названия Celeub, Cheleub, и Chelub в Almagest 1515 года издания, Alfonsine Tables, и у Байера в Uranometria, вероятно, от арабского Kullāb, оружия героя, хотя Гроций и другие авторы передают его как Kalb, Собака, что, в таком случае, поясняет используемое иногда название Canis.  

Лаланд отождествляет это созвездие с египетским Khem, и с персидским Mithras (Митрой), Геродот утверждает, что название этой страны и ее народа произошло от имени сына Персея и Андромеды Персеса, поскольку прежде они были цефеянами и вели свой род от Цефея, сына Бела, идентифицируемого некоторыми с созвездием Цефея. Цари Каппадокии и Понта, по причине такого вероятного происхождения, изображали героя на своих монетах. 

Астрологи называли это созвездие Cacodaemon, особо указывая на Алголь, как отмечающую голову демона; в то же время Шикард, Новидий и библейские комментаторы, как правило, видели здесь Давида с Головой Голиафа; другие библеисты говорят об Апостоле Павле с Мечом и Книгой.