Гиады (звёздное скопление)

Гиады — рассеянное звёздное скопление, находящееся на расстоянии около 150 световых лет (45 парсеков) от Земли^[1][8], что делает Гиады ближайшим звёздным скоплением^[9]. Однако иногда к скоплениям относят движущуюся группу звёзд Большой Медведицы, которая расположена в два раза ближе, чем Гиады^[10]. Скопление наблюдается в созвездии Тельца, в той же области неба, что и Альдебаран, но эта звезда не принадлежит скоплению, а находится лишь в 65 световых годах от Земли и только проецируется на Гиады^[11].

Суммарная звёздная величина Гиад — 0,5^m[2]. В полосе V ярчайшая звезда скопления ― Тета² Тельца со звёздной величиной 3,41^m, всего в Гиадах 15 звёзд ярче 5^m[3].

Центральная, наиболее плотная часть скопления имеет диаметр около 10 световых лет (3 парсеков). Приливной радиус скопления, до которого оно способно удерживать звёзды гравитацией, примерно равен 9 парсекам, но объекты, относящиеся к скоплению, обнаруживаются и на значительно больших расстояниях^[9][11]. Внутри приливного радиуса заключена масса около 275 M_⊙, а общая масса Гиад составляет 435 M_⊙, хотя точность измеренных значений массы невелика: на точное значение массы может влиять, например, количество двойных систем в скоплении^[5].

В скоплении отчётливо выражена сегрегация масс: звёзды с различными массами в равной степени представлены в центральной части скопления, но на периферии наблюдаются в основном маломассивные звёзды^[12].

У Гиад наблюдаются выраженные «приливные хвосты» (англ. tidal tail), которые трудно обнаружить у других рассеянных скоплений ― протяжённые группы звёзд, покинувшие скопление под воздействием потенциала галактики. Приливных хвостов два и они направлены в разные стороны: один, заметно более выраженный ― в направлении центра галактики, другой ― в противоположном направлении. Самые далёкие звёзды приливных хвостов находятся в 800 парсеках от скопления; о принадлежности их к скоплению в прошлом свидетельствует сходство движения этих звёзд с движением Гиад^[5]. Само скопление, даже без учёта приливных хвостов, имеет эллипсоидальную форму^[3].

Всего известно более 700 звёзд, относящихся к скоплению, наиболее массивные из которых имеют массу около 2,6 M_⊙: звёзды большей массы уже закончили свою эволюцию за время жизни скопления. Масса звёзд на точке поворота составляет 2,2 M_⊙ и они имеют спектральный класс A^[13], а четыре наиболее массивных звёзды стали красными гигантами, которые сжигают гелий в ядре и находятся в красном сгущении^[14]. Также известны 9 белых карликов, принадлежащих скоплению, и 27 коричневых карликов^[15][16].

Функция масс звёзд скопления для масс менее 2,6 M_⊙ не совпадает с таковой в окрестностях Солнца: в Гиадах гораздо меньше маломассивных звёзд по сравнению с массивными, чем в окрестностях Солнца. Это объясняется сегрегацией масс, из-за которой маломассивные звёзды чаще оказывались на периферии скопления и чаще покидали скопление, чем массивные. Оценки металличности звёзд в Гиадах варьируются от приблизительно солнечной до превышающей солнечное значение на 40 %^[5][15].

Около четверти звёзд скопления наблюдаются в рентгеновском диапазоне, но ожидается, что слабое рентгеновское излучение создают и остальные звёзды. У нескольких звёзд замечены изменения яркости в рентгеновском диапазоне — все эти звёзды являются красными карликами, их переменность, скорее всего, объясняется вспышками^[17].

Среди звёзд скопления примечательны, например, Эпсилон Тельца — красный гигант, у которого известна экзопланета с массой более 7 M_J, а также затменная двойная звезда HD 27130^[18][14].

У звёзд Гиад хорошо известно собственное движение, составляющее около 115 миллисекунд дуги в год, а их лучевая скорость равна примерно 44 км/с. Звёзды скопления движутся в направлении точки со склонением +9,1° и прямым восхождением 6^h08^m. Эти данные позволяют применять метод движущегося скопления и достаточно точно определять расстояние до Гиад^[2]. Известно, что 800 тысяч лет назад Гиады были на минимальном расстоянии от Солнца ― около 60 световых лет^[1][19][20].

Скопление является частью потока Гиад — множества звёзд, не сгруппированных в пространстве, но движущихся в галактике с похожими скоростями. Хотя часть потока составляют звёзды, покинувшие Гиады в прошлом, таких объектов меньшинство: около 15 % от общего числа звёзд в потоке. Остальные звёзды сформировались вне Гиад, но, вероятно, в той же волне плотности, что и скопление^[13][21].

Оценки возраста Гиад, сделанные разными методами, немного различаются, но в основном лежат в диапазоне 600—700 миллионов лет, чаще — около 650 миллионов лет^[5][15]. Это значение близко к возрасту скопления Ясли, что, с учётом сходства движений Яслей и Гиад, может указывать на их рождение из одного гигантского молекулярного облака^[4].

При формировании масса скопления была гораздо больше нынешней и составляла около 1230 M_⊙. Средний темп потери массы скоплением составлял 1,4 M_⊙ за миллион лет^[5]. За это время Гиады потеряли значительную часть звёзд, причём основные потери пришлись на маломассивные звёзды поздних спектральных классов: в границах приливного радиуса скопления от первоначального количества осталось 25 % звёзд класса G, 18 % звёзд класса K и 10 % звёзд класса M^[22]. С учётом того, что скорость распада увеличивается с потерей скоплением массы, Гиады перестанут быть гравитационно связанными за следующие 30 миллионов лет или даже меньший срок. К этому моменту они необязательно удалятся друг от друга, но под действием приливных сил галактики станут покидать область, где было скопление^[23].

Гиады, как и Плеяды, известны с древности. Вероятно, наиболее ранние сохранившиеся упоминания скопления сделаны Гомером и Гесиодом в VIII веке до нашей эры (см. ниже), в дальнейшем их описывали многие другие авторы. Джованни Годиерна в 1654 году впервые внёс Гиады в астрономический каталог; в дальнейшем скопление попадало в различные каталоги, хотя каталог Мессье не содержит этого объекта^[2].

В 1908 году Льюис Босс обнаружил общее движение звёзд Гиад, и, таким образом, доказал их физическую связь друг с другом. Он же заметил и другие звёзды, движущиеся с похожими скоростями — поток Гиад^[2]. В 1958 году Олин Эгген выдвинул гипотезу, что поток Гиад состоит из звёзд, покинувших скопление в прошлом, но к концу XX века стали появляться свидетельства против этой гипотезы^[13][21]. В XXI веке большое количество информации о движении звёзд и их координатах предоставил космический телескоп Gaia: по результатам его наблюдений в 2018 году были обнаружены приливные хвосты скопления^[5].

Благодаря своей заметности, Гиады — популярный среди астрономов-любителей объект. Скопление расположено достаточно близко к Земле, поэтому на небе занимает достаточно большую область: его угловой диаметр составляет около 5,5°^[2][24]. Гиады расположены в созвездии Тельца и лучше всего видны с января по апрель: в эти месяцы скопление видно в вечернее время^[25].

Самые яркие звёзды Гиад и Альдебаран, который проецируется на скопление, располагаются в форме буквы V. При хороших условиях в Гиадах можно увидеть более десятка звёзд невооружённым глазом, а при использовании даже небольшого бинокля можно наблюдать несколько десятков звёзд. Также использование бинокля позволяет обнаружить множество двойных звёзд в Гиадах^[24][25].

Гиады расположены близко к эклиптике, поэтому иногда случается прохождение Луны или планет по скоплению^[26][27].

Кроме Альдебарана, существует множество объектов, которые находятся на луче зрения вместе с Гиадами или поблизости на небе, хотя и не связаны с ними. К ним относятся туманность Хайнда и Sh 2-239, а также несколько галактик, которые возможно наблюдать в любительский телескоп^[24].

Гиады играли важную роль в древнегреческой мифологии и культуре. Само название скопления произошло из греческого языка (др.-греч. Ὑάδες) и в переводе означает «дождливые»: гелиакический восход скопления происходил весной, в сезон дождей, с чем и связано название^[1][8].

В греческой мифологии Гиады — нимфы, пять или более сестёр мифологических Плеяд. Они приютили и вырастили Диониса — незаконнорождённого сына Зевса. Перед этим тот превратил своего сына в козлёнка или барашка, чтобы скрыть его от своей жены — Геры, которая послала титанов для убийства Диониса. Согласно одной из версий, за это Зевс перенёс Гиады на небо в виде звёзд. По другой версии, Гиады умерли от горя, когда их брат, Гиас, погиб на охоте, и Зевс вознёс их на небеса из сострадания^[6][7].

Гиады неоднократно фигурировали в поэмах с древности: например, в «Илиаде» Гомера или «Трудах и днях» Гесиода. Встречаются они и у более поздних авторов, среди которых — Вергилий, Гораций и Овидий^[2]. Гиады, возможно, упоминаются и в Библии^[6].