Звезды во Вселенной

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. Переменные звезды обозначают в порядке их обнаружения в каждом созвездии. Первую обозначают буквой R, вторую – S, затем T и т.д. После Z идут обозначения RR, RS, RT и т.д. После ZZ идут AA и т.д. (Букву J не используют, чтобы не было путаницы с I.) Когда все эти комбинации истощаются (всего их 334), то продолжают нумерацию цифрами с буквой V (variable – переменный), начиная с V335. Примеры: S Car, RT Per, V557 Sgr.

Расстояния до звезд. Ближайшая к нам звезда – Солнце, до него ок. 150 млн. км. Ближайшая к Солнцу яркая звезда – a Кентавра, которую можно увидеть только в Южном полушарии, до нее 42 000 млрд. км. Но еще чуть ближе к нам расположен ее невидимый глазом спутник, звезда Проксима («ближайшая») Кентавра. Всего лишь вдвое дальше расположен Сириус, ярчайшая звезда нашего неба.

Поскольку расстояния до звезд так велики, их неудобно измерять в километрах. Лучше использовать специальные единицы; например, в научно-популярной литературе часто используют «световой год», т.е. расстояние, которое луч света проходит со скоростью около 300 000 км/с за год; это ок. 9460 млрд. км. Расстояние до Проксимы 4,3 св. года, а до Сириуса ок. 8,7 св. года.

Впервые расстояния до звезд были независимо измерены в 1838 Ф.Бесселем в Германии (до звезды 61 Лебедя), Т.Хендерсоном на мысе Доброй Надежды (до a Кентавра) и В.Струве в России (до Веги). Однако полутора веками ранее И.Ньютон сумел оценить порядок расстояния до звезд. Полагая, что Солнце – это рядовая звезда, он вычислил, что ее нужно удалить в 250 000 раз, чтобы Солнце выглядело как обычная звезда на небе. Так Ньютон ввел весьма универсальный метод определения расстояний в астрономии. Если каким-либо образом нам известна истинная светимость звезды, то нетрудно рассчитать, на каком расстоянии она будет иметь наблюдаемый блеск. Главное здесь – определить истинную светимость звезды. На практике для этого используют спектроскопию: в спектре звезды есть несколько индикаторов ее светимости.

БЛИЖАЙШИЕ ЗВЕЗДЫ1

Звезда Параллакс

(секунды дуги)

Расстояние (св. годы)

Относительная светимость

Цвет

Солнце –

–2

1 Желтый

a Кентавра 0,760

4,3

1,5 Желтый

Звезда Барнарда 0,552

5,9

0,0006 Красный

Вольф 359 0,425

7,7

0,00002 Красный

Лаланд 21185 0,398

8,2

0,0055 Красный

Сириус 0,375

8,6

23 Белый

Лейтен 726-8 0,368

8,9

0,00006 Красный

Росс 154 0,345

9,5

0,00041 Красный

Росс 248 0,316

10,2

0,00011 Красный

Лейтен 789-6 0,305

10,7

0,00009 Красный

e Эридана 0,303

10,8

0,30 Оранжевый

Росс 128 0,301

10,8

0,00054 Красный

61 Лебедя 0,296

11,0

0,084 Оранжевый

e Индейца 0,291

11,2

0,14 Оранжевый

Процион 0,285

11,4

7,3 Желтый

1 Данные только для главных компонентов двойных и кратных звезд.

2 Расстояние до Солнца 150 млн. км, или 1 астрономическая единица.

Но спектроскопический метод нуждается в калибровке. Для некоторых групп звезд используются специальные методы определения расстояний, например, статистический метод, основанный на видимом движении звезд по небу. Однако базовым методом определения расстояний до звезд служит метод тригонометрических параллаксов.

Параллакс. Метод параллакса основан на измерении видимого смещения близких звезд на фоне более далеких при наблюдении из разных точек орбиты Земли. Чем ближе звезда, тем больше ее угловое смещение. Параллаксом звезды называют угол, под которым от нее виден радиус земной орбиты, равный 1 астрономической единице (а.е.), или 150 млн. км. Это чисто геометрический и поэтому очень надежный метод. К сожалению, параллаксы удается измерить лишь у нескольких тысяч ближайших звезд. Расстояния до них служат фундаментом при определении спектральными методами расстояний до более далеких звезд.

Астрономы прошлого, например Т.Браге (1546–1601), не смогли заметить параллактического смещения звезд, из чего они заключили, что Земля неподвижна. Действительно, параллаксы даже ближайших звезд не превышают 1ўў; под таким углом виден мизинец с расстояния в километр. Измерение столь малых углов – большое достижение современной техники. Наибольший параллакс (0,762ўў) имеет Проксима Кентавра – маленький спутник звезды a Кентавра, расположенный ближе нее к Солнцу.

На основе тригонометрических параллаксов астрономы ввели единицу длины «парсек» (пк) – расстояние до звезды, параллакс которой равен 1ўў; 1 пк = 3,26 св. года. Наименьшие параллаксы, которые удается сейчас измерять, составляют 0,01ўў; это соответствует расстоянию в 100 пк или 326 св. лет.

Светимость звезд. Полную мощность излучения звезды во всем диапазоне электромагнитного спектра называют истинной или болометрической «светимостью». Например, светимость Солнца 3,86ґ1026 Вт. Чем больше масса нормальной звезды, тем выше ее светимость; она возрастает примерно как куб массы. Это соотношение масса – светимость сначала было найдено из наблюдений, а позже получило теоретическое обоснование.

Поток энергии, приходящий от звезды на Землю, называют «видимым блеском»; он зависит не только от истинной светимости звезды, но и от ее расстояния до Земли. Звезда низкой светимости, расположенная близко к Земле, может иметь больший блеск, чем звезда высокой светимости на большом расстоянии.

ЯРЧАЙШИЕ ЗВЕЗДЫ

Звезда Звездная величина

Светимость (Солнце=1)

Показатель цвета

Цвет

видимая

абсолютная

Сириус –1,43

+1,4

23

0,00

Белый

Канопус –0,72

–4,5

1500

0,16

Желтый

a Кентавра –0,27

+4,7

1,5

0,68

Желтый

Арктур –0,06

–0,1

100

1,24

Оранжевый

Вега +0,02

+0,5

50

0,00

Белый

Капелла +0,05

–0,6

170

0,80

Желтый

Ригель +0,14

–7,0

40000

–0,04

Голубой

Процион +0,37

+2,7

7,3

0,41

Желтый

Бетельгейзе +0,50

–5,0

17000

1,87

Красный

Ахернар +0,51

–2,0

200

–0,16

Голубой

b Кентавра +0,63

–4,0

5000

–0,23

Голубой

Альтаир +0,77

+2,2

9

0,22

Белый

Альдебаран +0,86

–0,7

100

1,52

Оранжевый

a Креста +0,87

–4,0

4000

–0,25

Голубой

Спика +0,96

–3,0

2800

–0,25

 Скачать реферат