Звездные имена и каталоги
Звездные каталоги и Обозначения звёзд Каталог звёздного неба
В нашей Галактике более 100 млрд. звезд. На фотографиях неба, полученных крупными телескопами, видно такое множество звезд, что бессмысленно даже пытаться дать им всем имена или хотя бы сосчитать их. Около 0,01% всех звезд Галактики занесено в каталоги. Таким образом, подавляющее большинство звезд, наблюдаемых в крупные телескопы, пока не обозначено и не сосчитано.
Как астрономы разбираются во множестве звезд, видимых на небе? Если звезда имеет достаточно красивое имя, например, Вега — тогда зачем для нее применяют еще и такие обозначения, как a Лиры, 3 Лиры, BD + 38°3238, HD 172167, BSC 7001, SAO 67174, PPM 81558, HIP 91262, GSC 3105 2070 и множество других? Можно ли придумать универсальную систему индивидуальных обозначений для небесных объектов, если их общее количество непрерывно растет с развитием наблюдательной техники? Наверняка нет. Как же все таки разобраться?
Первый “Словарь наименований небесных объектов”, изданный в США (1983г), описывает более тысячи различных систем обозначений, используемых в настоящее время. Но большинство из них применяется для идентификации слабых объектов, изучаемых профессионалами. Обычному любителю астрономии достаточно освоить лишь небольшую долю всех этих обозначений.
В древности, когда люди только начинали изучать звезды, было достаточно придумать им собственные имена, например, Арктур, Альтаир или Альдебаран, которыми мы и сегодня пользуемся. Обычно это искаженные древнеарабские или древнегреческие слова, имевшие определенный смысл. Так, Арктур получился из “арктос” — медведь и “урус” — сторож... В конце концов, количество собственных имен приблизилось к тысяче — что уже невозможно запомнить нормальному человеку. Каждый астроном знает, что обозначают имена Капелла, Сириус или Полярная, но далеко не каждый десятый сможет найти на небе Цельбальрай (b Змееносца) или Унук-Эльхайя (a Змеи), не говоря уже о более слабых звездах.
355г до н.э. Ши ШЭНЬ и Гань ГУН (Китай) составили первый звёздный каталог из 800 звёзд 122 созвездий известных в Китае и для 120 определили эклиптические координаты. В угловых измерениях использовали астрономический посох и трикветр с диоптрами. По записям Ши Шэнь явствует, что астрология процветала в Китае, так как правление государя и министров связывали с движением Луны. К этому времени относится древнекитайская книга «Основы определения звёзд».
280г до н.э. АРИСТИЛЛ и ТИМОХАРИС (3в до НЭ, Египет, Александрия) начав впервые систематическое наблюдение звездного неба, составляют первый в Европе звездный каталог относительно постоянных точек небосвода, впервые, как и в Древнем Риме, нанесли на карту звездного неба путь Солнца и запечатлели моменты пересечения небесного экватора в созвездиях Овна и Весы.
134г до н.э. ГИППАРХ Родосский (190-125г, Никея, Др.Греция) астроном заметил новую, неизвестную звезду созвездие Скорпиона, делает вывод об изменчивости звёзд. Это послужило ему поводом для составления каталога звёзд и введения понятия звёздных величин. Считая, что чем ярче звёзды, тем они имеют больший размер. В каталоге Гиппарха 125г до н.э. содержалось 1008 звезд 48 созвездий. В каталоге Гиппарха отмечено не только положение звёзд, то есть, иначе говоря, указаны их координаты, там же можно найти числа, впервые в истории астрономии характеризующие яркость звёзд.
К 150г Клавдий ПТОЛЕМЕЙ (87-165, Птолемаиды, Др. Рим ) работая в Александрии, повторяя и уточняя каталог Гиппарха, составил каталог на 1022 звезды 48 созвездий в эклиптической системе координат.
В прекрасно иллюстрированной Уранометрии (Uranometria, 1603) немецкого астронома И.Байера (1572–1625), где изображены созвездия и связанные с их названиями легендарные фигуры, звезды были впервые обозначены буквами греческого алфавита приблизительно в порядке убывания их блеска: a– ярчайшая звезда созвездия, b – вторая по блеску, и т.д. Когда не хватало букв греческого алфавита, Байер использовал латинский. Полное обозначение звезды состояло из упомянутой буквы и латинского названия созвездия. Например, Сириус – ярчайшая звезда в созвездии Большого Пса (Canis Major), поэтому его обозначают как a Canis Majoris, или сокращенно a CMa; Алголь – вторая по яркости звезда в Персее обозначается как b Persei, или b Per. К сожалению, букв в греческом алфавите всего 24, поэтому в некоторых созвездиях с большим количеством видимых звезд приходилось прибегать к различным ухищрениям — от простой дополнительной цифровой нумерации или использования латинских букв до применения одного греческого символа с несколькими цифровыми индексами. Так, целых 6 звездочек, входящих в рисунок щита Ориона, обозначаются как p1... p6 Ориона. А в расположенном неподалеку созвездии Эридана можно насчитать сразу 9 звезд Тау!
Около 1712 года английский придворный астроном Джон Флэмстид (1646–1719), первый Королевский астроном Англии, ввел систему обозначения звезд, не связанную с их блеском - начал просто нумеровать звезды в каждом созвездии с запада на восток в порядке роста их прямого восхождения — неплохая подсказка при поиске звезды на небе. Например, 5 Змеи должна быть чуть восточнее, чем 4 Змеи и немного к западу от 6 Змеи, а вся троица — недалеко от западной границы созвездия. Всего были пронумерованы 2682 звезды, из которых больше всего (140) пришлось на созвездие Тельца. К сожалению, никто не продолжил подобную работу для звезд южного неба, поэтому в каталог Флэмстида попали только те светила, которые можно было наблюдать из Англии.
Хуже всего этому изданию пришлось в 1930 году, когда были установлены и утверждены новые, современные границы созвездий, в результате чего некоторые звезды поменяли свои “квартиры”. И сегодня мы вынуждены лицезреть, например, 30 Змеи в Весах, а 49 Змеи — в Геркулесе. Более того, некоторые звезды со временем меняют свою “прописку” еще и за счет собственных движений. Так, к началу 1990-х годов весьма заметная звезда r Орла (4.9m) перебралась через эту условную границу и обосновалась в соседнем Дельфине. Это была первая звезда из каталога Байера, оказавшаяся в другом созвездии. Второй подобный переход совершит через 400 лет g Резца (3.8m). Хорошо еще, что таких звезд немного.
К XIX столетию телескопы показывали звезды уже сотнями тысяч, и каждая из них требовала своего собственного обозначения. В 1859 году немецкий астроном Ф. В. A. Аргеландер (1799–1875), работавший в Боннской обсерватории, начал измерять положения звезд с помощью 3-дюймового рефрактора, чтобы создать гигантский каталог — Боннское обозрение (Bonner Durchmusterung, сокращенно BD), в который в конечном итоге вошло 325037 звезд до 9.5 величины. Аргеландер и его преемники разделили небо на тонкие полосы в 1° склонения, кольцами окружавшие северный небесный полюс - от северного полюса до склонения -2°. Звезды внутри каждой полосы были пронумерованы в порядке возрастания их прямых восхождений; созвездия игнорировались. Таким образом, обозначение Веги BD +38°3238 означает, что в этом каталоге, она была 3238-й по счету звездой от 0ч прямого восхождения в зоне между склонением +38° и +39°.
Более позднее расширение к югу (SBD или SD) продолжило начатые наблюдения до склонения –23° и добавило к списку еще 137 834 звезды, составил немецкий астроном Э. Шенфельд (1828–1891). Завершением всей работы вплоть до южного небесного полюса стало Кордобское обозрение (Cordoba Durchmusterung, CD или CoD), увеличившее число объектов каталога еще на 613959 звезд, а также Капский фотографический обзор (Cape Photographic Durchmusterung, СР). В общей сложности полный каталог охватил более миллиона звезд до 10-й величины и оставался основным рабочим инструментом астрономов на протяжении почти целого столетия. И до сих пор ссылки на эти обзоры встречаются довольно часто. Однако звездные величины в этих каталогах являются ненадежными по современным стандартам. Чаще всего это были просто быстрые визуальные оценки. К тому же, измеренные координаты звезд в них относятся к прошлому веку и требуют пересчета на настоящее время.
Следующим большим и широко используемым звездным каталогом, появившимся после Боннского обозрения, был Каталог звездных спектров Генри Дрейпера (Henry Draper Catalog, HD), создан американским астрономом Э. Кэннон (1863–1941) в Гарварде в начале века и изданный с 1918 по 1924 годы. Он включает 225300 звезд, пронумерованных в простом порядке возрастания их прямых восхождений. Более поздние добавления были опубликованы как расширения к нему (Henry Draper Extention, HDE). Отметим, что любая звезда с обозначением HD или HDE подразумевает наличие измеренного спектра.
Спектры самых ярких звезд допускали детальное изучение, и поэтому в те же годы в Гарварде появился еще один каталог: Пересмотренная (ревизованная) Гардварская фотометрия 1908г (Revised Harvard Photometry, HR), который обеспечивал точные значения блеска для 9110 звезд до 6.5 величины. Именно он стал основой для более современного Йельского каталога ярких звезд (Catalogue of Bright Star, BSC), широко используемого для получения различной информации о светилах, доступных невооруженному глазу.
Значительно больше звезд в каталоге Карта неба (Carte du ciel, или Astrographic Catalogue), содержащем положения нескольких миллионов звезд на 44 000 фотопластинок, полученных в обсерваториях всего мира. Весьма удобная система нумерации звезд пришла из Смитсонианской астрофизической обсерватории, каталог которой (Smithsonian Astrophysical Observatory Star Catalog, SAO) в 1966 году был издан опять же в Гарварде. В нем даны высокоточные положения для 258997 звезд до 9-й величины и слабее. Звезды пронумерованы по прямому восхождению внутри 10-градусных полос склонения от точки севера к южному полюсу. Вместе с одноименным атласом этот каталог стал основным в работе астрономов начала космической эры, и видимо поэтому ссылки на звезды SAO до сих пор очень часто встречаются в астрономической периодике.
Еще более полным и точным стал астрометрический каталог положений и собственных движений 326518 звезд, получивший аббревиатуру РРМ (Positions and Proper Motions). Вышедшее тремя частями — северной (1988), южной (1993) и дополнением из 90 тысяч звезд (1994), это замечательное издание так и не успело почить на лаврах славы. Благодаря успешной деятельности астрометрического спутника “Гиппарх” Европейского космического агентства, в прошлом году увидели свет еще более прецизионные каталоги “Тихо” (TYC) и “Гиппарх” (Hipparcos Catalogue, HIP) 1997 года. Отсутствие атмосферных искажений позволило получить наиболее точные на сегодняшний день данные о более чем 1 млн. звезд до 10.5, а иногда и до 11.5 звездной величины. Каталог Hipparcos (Перриман и др., 1997) является одним из наиболее точных массовых каталогов положений, собственных движений и параллаксов звезд. Обработка материала работы астрономического спутника HIPPARCOS (HIgh Precision PARallax COllecting Satellite) работавшего в 1989-1993гг (37 месяцев) привела к созданию двух каталогов: Hipparcos, содержащего информацию о 118 218 звезд с точностью положений и параллаксов на уровне 1 mas и каталога Tycho, содержащего уже свыше 1 млн. звезд, с точностью измерения тех же параметров до 25 mas.
Продолжающаяся революция в развитии приемного оборудования требовала резкого увеличения числа опорных звезд на небе, а широкое распространение и рост мощностей ЭВМ позволили подойти к этой проблеме с новой стороны. Так, подготовка к запуску на орбиту Космического телескопа им. Хаббла привела к созданию уникального по объему каталога (Hubble Guide Star Catalog, GSC), работа над которым велась специальными и добровольными организациями в течение почти 8 лет! Его нормальный объем занимает два компакт-диска и вряд ли в мире есть хоть одна полная печатная версия этого издания. В GSC приведены координаты и звездные величины почти для 19 миллионов объектов до 14-й, а иногда и 15-й звездной величины! Около 15 миллионов из этого гигантского количества объектов являются звездами; почти все остальные — маленькие, слабые галактики. Абсолютное большинство объектов каталога GSC очень слабы и никогда не наблюдались человеческим глазом — все они измерялись автоматически с фотопластинок. Однако и яркие звезды не были обделены вниманием. Так Вега получила еще одно свое имя — GSC 3105 2070. Первые четыре цифры определяют одну из 9537 маленьких областей, на которые было разбито небо, а последние четыре дают номер объекта внутри этой области.
Долгая и упорная работа по продвижению вглубь, к более далеким и, как следствие, обычно более слабым звездам, привела недавно к появлению просто фантастически гигантского каталога, подготовленного обсерваторией ВМС США (US Naval Observatory, USNO-A1.0). Благодаря созданию достаточно совершенных автоматических сканирующих устройств, стало возможным извлечь залежи информации из огромного количества фотографий неба, накопленных в архивах разных обсерваторий, основу которых составила знаменитая Паломарская коллекция. Десять компакт-дисков каталога USNO с трудом вмещают информацию о 500 миллионах (!!!) объектов вплоть до 21-й величины в красных и немного менее — в синих лучах! Яркие объекты не сканировались, поэтому это издание более пригодно для профессиональных, глубоких обзоров. Например звезда U1275 14056848 в созвездии Лебедя, которая имеет блеск 12.3m в красных и только 17.3m в синих... Но информация о всех его объектах доступна с компьютера Европейского космического агентства.
Существует множество специальных каталогов. Например, звезды с измеренными собственными движениями собраны в Общем каталоге (General Catalogue, GC) и в Йельских зонных каталогах (Yale Zone Catalogues). Есть каталоги звезд с измеренными лучевыми скоростями, звезд с переменным блеском, каталоги двойных звезд. Самые слабые звезды не занесены в каталоги, но их можно найти на фотографических картах неба и определить их координаты и блеск относительно более ярких звезд. Самый полный фотографический атлас, покрывающий все небо, – это Паломарский обзор (Palomar Survey), на картах которого видны звезды до 21-й звездной величины.
Переменные звезды
Еще до изобретения телескопа внимательные наблюдатели обнаружили изменения блеска у некоторых светил. А с появлением астрофотографии число переменных звезд стало стремительно расти. Для их идентификации немецкий астроном Аргеландер придумал свою специальную систему. Он начал обозначать первую найденную в созвездии переменную звезду буквой R с добавлением имени созвездия. Следующая переменная именовалась S и так далее до Z. После Z шли RR, RS, и так до RZ, затем SS...SZ, вплоть до ZZ (если звезда была ярка и уже имела греческий символ по каталогу Байера, ничего нового не предпринималось).
Постепенно в некоторых созвездиях и эти комбинации были исчерпаны. После ZZ астрономы решили идти к AA, AB, и до AZ (исключая J, которая очень похожа на I), далее от BB до BZ, и до QZ, заполняя неиспользованные ранее комбинации. Но даже этих 334 обозначений оказалось недостаточно для идентификации переменных в некоторых созвездиях. Поэтому астрономы решили, что начиная с 335-й переменной звезды, они просто будут обозначаться латинским символом V (от variable — переменная) и порядковым номером, вплоть до бесконечности. Разумное решение, потому что сегодня на небе запросто можно найти, например, V4200 Стрельца...
Среди самых полных источников информации о переменных звездах можно выделить 4-е издание “Общего каталога переменных звезд”, вышедшее в 1985 году усилиями коллектива ученых Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга. В нем содержится полная информация о типах переменности, амплитудах и периодах изменения блеска для 28450 звезд, открытых и обозначенных до 1982 года.
Отличным дополнением к этому трехтомнику является другое издание этих же авторов – “Каталог звезд заподозренных в переменности”. В нем перечислено 14812 “подозрительных” звезд, которые еще не получили общепринятые обозначения как переменные к 1980 году. С тех пор многие из них подверглись изучению, в том числе с привлечением любителей астрономии, и перешли в разряд обычных переменных. Другие до сих пор ждут своих исследователей.
Двойные звезды
Двойные звезды тоже издавна привлекали внимание наблюдателей и требовали особого подсчета. Известно множество авторов: В. и О.Струве - "STF и STT", С.Бернхем - "BU", Р.Эйткен - "А" (часто используется обозначение "АDS" - Aitken Double Star - с последующим номером в этом каталоге - см. пример на рис. в заголовке - ADS 11046), П.Мюллер - "MLR", П.Куто - "COU" и других, опубликовавших свои собственные списки таких объектов. А на сегодняшний день одним из самых полных сборников является Вашингтонский каталог визуально-двойных звезд (Washington Catalog of Visual Double Stars, WDS). Впервые появившись в 1984 году, каталог насчитывал 73610 двойных звезд всего неба, для которых имелось хотя бы одно точное измерение, опубликованное до 1983 года. В 1996 году появилась обновленная версия WDS, в которой уже можно найти данные о 78100 двойных, открытых до 1995 года.
*********************************************************
WDS - Вашингтонский катлог визуальных двойных звезд (англ.) - ок. 6Mb
CCDM - Catalogue of Components of Double and Multiple Stars - Каталог компонентов двойных и кратных звезд - пожалуй самое исчерпывающее на сегодняшний день издание по теме (но и очень большое)
Catalogue of orbits and ephemerides of visual doule stars (2005) - 1545 орбиты для 1208 систем (827 сев. и 381 южн. - 1.6mb.txt)
mass.zip (16K) – каталог звездных масс. Автор А.Н.Беликов (1995, Bull. Inf. CDS 47, 9). Каталог включает массы компонент двойных звезд, которые были опубликованы на протяжении 1969-1988 гг. Все массы определялись прямыми динамическими методами. Документация в архиве.
parallax.zip (448K) – общий каталог тригонометрических параллаксов (1991). Содержит данные о 8573 звездах. Полная документация в архиве.
ppm.zip (2.71M) – входной каталог миссии Hipparcos, содержит 114 257 звезд. Для чтения можно воспользоваться модулем ppm.pas.
ppm.zip (11.5M) – крупнейший фотографический каталог положений и собственных движений звезд. Каталог записан в бинарном виде, для чтения воспользуйтесь модулем ppm.pas. Каталог включает 326518 звезд включая 11m.
acrs.zip (10.1M) – фотографический каталог (E. Corbin and S. Urban, 1991) положений и собственных движений звезд в фундаментальых системах FK4 и FK5, являющийся компиляцией большого числа фотографических каталогов. Для построения ACRS использовалось 1 643 783 положений. Каталог состоит из двух частей. Первая часть содержит 250 052 звезды со средней ошибкой 0.47 "/100 лет. Вторая часть содержит 70 159 звезд с менее точными данными. В архиве приведена полная документация.
fricke.zip (22K) – каталог из 512 звезд с самой длительной историей наблюдения, содержит собственные движения в системах каталогов GC, FK3, N30, FK4 и FK5. По этому каталогу была определна постоянная прецессии МАС 1976 г. Каталог в текстовом формате, прочитать его можно следующим модулем, написанном на языке паскаль – fricke.pas
gc.zip (1.85M) – каталог положений и собственных движений 33 342 звезд на эпоху 1950.0. Каталог GC долгое время являлся самым массовым и единственно пригодным для звездно-астрономических исследований до появления каталогов PPM, ACRS, HIC в конце XX века. К сожалению, из-за методики его построения собственным движениям и положениям присущи большие систематические ошибки. Тем не менее по каталогу GC было выполнено большое число работ в области звездной кинематики. В архиве находится полное описание. Для чтения каталога можно использовать следующий модуль на языке паскаль – gc.pas
n30.zip (185K) - каталог N30 (Морган, 1952), содержащий положения и собственные движения на эпоху 1950.0 5 268 стандартных звезд, первоначально был составлен для помощи в редукции наблюдений планет. В его состав входят частично даже наблюдения XIX века. Окончательный каталог был сформирован по причине того, что имеющиеся в то время фундаментальные каталоги (FK3, GC) имели среднюю эпоху наблюдений 1900 и за 50 прошедших лет их точность сильно упала из-за накапливающегося влияния ошибок в собственных движениях.
fk4.zip (42K) – 1535 фундаментальных звезд (Fricke and Kopff 1963). Фундаментальный каталог
fk5.zip (310K) – Фундаментальный каталог FK5 в текстовом формате. Содержит 4652 звезд, первые 1535 звезд являются звездами Basic FK5. Вы можете воспользоваться модулем чтения каталога fk5.pas, написанным на языке Borland Pascal 7.0. Для работы модуля fk5.pas, а также других модулей могут понадобиться: MathI.pas – модуль математических подпрограмм и AstrI.pas – модуль астрономических подпрограмм.
fk6-1.zip (209K) – FK6 (Part I) является комбинацией результатов миссии HIPPARCOS и наземных наблюдений, собранных в течение двух веков, итогом которых был каталог FK5. Часть I каталога FK6 (FK6[I]) содержит 878 основных фундаментальных звезды с прямым решением (direct solution).
fk6-3.zip (385K) – FK6 (Part III) содержит 3272 звезды. В качестве первой эпохи использовались расширение FK5 для ярких звезд (735 звезд), остающиеся звезды из основного каталога FK5 (Sup 732) и расширение звезд FK5 на слабые звезды (1805 звезд). Из части III было также выбрано 1828 объектов в качестве "астрометрически превосходных звезд".
hiparcos.zip (4.9M) – усеченная версия (содержатся только звезды, для которых определены собственные движения) каталога HIPPARCOS в бинарном формате. Для чтения каталога необходимо пользоваться прилагаемыми модулями: hip.pas – модуль чтения каталога, написанный на языке Borland Pascal 7.0, hipparcos.f90 – модуль чтения каталога, написанный на языке Fortran-90 (MS FPS 5.0).
