Физическая природа звезд

 

 

 

 

2.5 РАДИУС  ЗВЕЗД

 

Используя самую современную технику астрономических  наблюдений, удалось в настоящее  время непосредственно измерить угловые диаметры (а по ним, зная расстояние, и линейные размеры) лишь нескольких звезд. В основном астрономы  определяют радиусы звезд другими  методами. Один из них дает формула (45). Если известна светимость L и эффективная  температура Т звезды, то, используя формулу (45), можно вычислить радиус звезды R, ее объем и площадь фотосферы.

Определив радиусы многих звезд, астрономы  убедились в том, что существуют звезды, размеры которых резко  отличаются от размеров Солнца. Наибольшие размеры у сверхгигантов. Их радиусы  в сотни раз превосходят радиус Солнца. Например, радиус звезды а Скорпиона (Антарес) не менее чем в 750 раз превосходит солнечный. Звезды, радиусы которых в десятки раз превосходят радиус Солнца, Называются гигантами. Звезды, по размерам близкие к Солнцу или меньшие, чем Солнце, относятся к карликам. Среди карликов есть звезды, которые меньше Земли или даже Луны. Открыты звезды и еще меньших размеров.

Линейные радиусы R звезд всегда выражаются в радиусах Солнца (R  = 1) и для звезд с известными угловыми диаметрами Δ  (в секундах дуги).

         (128)

причем

lgΔ = 5,444 — 0,2 m_b —2 lg T             (129)

Линейные радиусы звезд вычисляются  также по формулам 

 

lgR = 8,473—0,20M_b—2 lgT            (130)

lgR = 0,82C—0,20M_v + 0,51             (131)

и  lgR = 0,72(B—V) — 0,20 M_v + 0,51,              (132)

в которых Т — температура звезды   (строго говоря, эффективная, но если она не известна, то цветовая).

 

2.6 МАССА  ЗВЕЗД

В сущности говоря, астрономия не располагала и не располагает в настоящее время методом прямого и независимого определения массы (то есть не входящей в состав кратных систем) изолированной звезды. И это достаточно серьезный недостаток нашей науки о Вселенной. Если бы такой метод существовал, прогресс наших знаний был бы значительно более быстрым. Массы звезд изменяются в сравнительно узких пределах. Очень мало звезд, массы которых больше или меньше солнечной в 10 раз. В такой ситуации астрономы молчаливо принимают, что звезды с одинаковой светимостью и цветом имеют одинаковые массы. Они определяются только для двойных систем. Утверждение, что одиночная звезда с той же светимостью и цветом имеет такую же массу, как и ее "сестра", входящая в состав двойной системы, всегда следует принимать с некоторой осторожностью.

Считается, что  объекты с массами меньшими 0,02 М уже не являются звездами. Они  лишены внутренних источников энергии, и их светимость близка к нулю. Обычно эти объекты относят к планетам. Наибольшие непосредственно измеренные массы не превышают 60 М .

Массы Μ звезд обычно выражаются в массах Солнца ( Μ  = 1) и надежно определяются только для физических двойных звезд (с известным параллаксом π) по третьему обобщенному закону Кеплера: сумма масс компонентов двойной звезды

Μ₁ + М₂ = a³ / P²,         (125)

где Ρ — период обращения звезды-спутника вокруг главной звезды (или обеих звезд вокруг общего центра масс), выраженный в годах, и а — большая полуось орбиты звезды-спутника в астрономических единицах (а. е.).

Величина а в а. е. вычисляется по угловому значению большой полуоси а" и параллаксу π, полученным из наблюдений в секундах дуги:

а = а"/π                          (126)

Если известно отношение расстояний а₁ и а₂ компонентов двойной звезды от их общего центра масс, то равенство

M₁/M₂ = а₂/а₁              (127)

позволяет вычислить массу каждого  компонента в отдельности.

 

 

 

 

 

Мощность излучения звезды или Солнца

(134)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе создания реферата на данную тему я узнала многое о звездах и о их сущности.

Разнообразные и важные сведения о физической природе  звезд, которыми располагает современная  астрономия, были получены по результатам изучения излучаемого ими света. Изучение природы света производится методами фотометрии и спектрального анализа.

В середине XIX столетия французский философ-идеалист Огюст Конт утверждал, что химический состав небесных светил останется навсегда неизвестным для науки. Однако вскоре методами спектрального анализа на Солнце и звездах были открыты химические элементы, известные на Земле.

В наше время  изучение спектров позволило не только установить химический состав звезд, но также измерить их температуры, светимости, диаметры, массы, плотности, скорости вращении и поступательных движений, а также определить расстояния до тех далеких звезд, тригонометрические параллаксы которых являются по малости их недоступными для измерений.

Физическая  природа звезд весьма различна, а поэтому и их спектры отличаются большим разнообразием. Звезды, как и Солнце, имеют непрерывные спектры, пересеченные темными линиями поглощения, а это и доказывает, что каждая звезда есть раскаленное газовое тело, дающее непрерывный спектр и окруженное более холодной атмосферой.

Линии звездных спектров отождествлены с линиями  известных на Земле химических элементов, что служит доказательством материального единства Вселенной. Все звезды состоят из одних и тех же химических элементов, преимущественно из водорода и гелия.

Я не сомневаюсь в том, что изучение звезд с  течением времени будет продолжаться и ученые еще удивят нас своими открытиями.

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Бабушкин  А.Н. Современные концепции естествознания: лекции. 3-е изд., испр. и доп. – СПб.: издательство «Лань», 2002-160с.
2. Левитан Е. П.. Учебник Астрономии для 11 кл., 1998 г.
3. Порфирьев В.В. Астрономия. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений. Москва, изд-во Просвещение, 2003 г.
4. Томилин А.Н. Тайны рождения звезд и планет. – М.: Просвещения, 2008 – 176с.
5. Фесенко Б.И., Кирсанов А.А. Космос и земля. Псков:ПГИИ, 2000.
6. Чернин А.Д. Звезды и физика – М.: Наука. Главная редакция физико – математической литературы, 1984 – 160с.
7. Шкловский И.С. Звезды: их рождение, жизнь и смерть. – 3-е изд., перераб. -М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984-384с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Вновь сформировавшиеся звёзды испускают мощные потоки материи, образуя  окрестности туманности NGC602 в Малом  Магеллановом облаке. 

 

Фото: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration; acknowledgement: B Whitemore (Space Telescope Science Institute)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инфракрасный снимок телескопа  Spitzer открытого звёздного скопления Южного Змея, состоящего примерно из 50 звёзд, расположенных приблизительно на расстоянии 850 световых лет от Земли.

 

 

 

 

 

Инфракрасное изображение  телескопа Spitzer, вид в направлении центра нашей Галактики, открывающий останки сверхновой среди обширных сияющих облаков межзвёздного газа и тёмной пыли.

Фото: NASA/JPL-Caltech