| << O metodah izucheniya zvezd | | Oglavlenie | | Rasstoyaniya do zvezd >> |
PARAMETRY ZVEZD
Po nablyudaemomu blesku razlichayutsya zvezdy pervoi, vtoroi, tret'ei i t.d. vidimoi zvezdnoi velichiny. Eta shkala pridumana v Drevnei Grecii vo 2 v. do nashei ery Gipparhom. Kazhdaya gradaciya otlichaetsya ot predydushei v 2,512 raza, t.e. zvezdy pervoi velichiny v srednem v dva s polovinoi raza yarche zvezd vtoroi velichiny, vtoroi - vo stol'ko zhe yarche tret'ei i t.d. Zvezdy na predele vidimosti - eto zvezdy 6-oi zvezdnoi velichiny. Oni rovno v 100 raz slabee zvezd pervoi zvezdnoi velichiny (sootvetstvuyushee utochnenie sdelano uzhe posle Gipparha, v poslednie veka). Zvezdy, vidimye tol'ko v teleskop, mogut byt' 7-oi, 8-oi i t.d. zvezdnoi velichiny. Predel vidimosti teleskopov serediny XX veka - zvezdy 23-oi zvezdnoi velichiny. Dlya tochnosti ispol'zuyutsya drobnye znacheniya vidimyh zvezdnyh velichin. Shkala Gipparha prodolzhena i v druguyu storonu. Tak, naprimer, imeyutsya tri zvezdy yarche nulevoi velichiny: Kanopus - minus 0,9; Sirius - minus 1,6; Solnce - minus 26,7.
Svetimost' zvezd izmeryaetsya libo v svetimostyah Solnca (vo skol'ko raz yarche Solnca svetit zvezda), libo v toi zvezdnoi velichine, kotoruyu imela by zvezda na standartnom rasstoyanii v 10 parsekov (v 32,6 svetovogo goda). Poslednii pokazatel' nazyvaetsya absolyutnoi zvezdnoi velichinoi (v otlichie ot vidimoi zvezdnoi velichiny). Absolyutnuyu zvezdnuyu velichinu mozhno opredelit' po vidimoi zvezdnoi velichine i godichnomu parallaksu. Zvezdy ochen' sil'no razlichayutsya po svetimosti. Svetimost' zvezdy S Zolotoi Ryby v 400000 raz bol'she, chem u Solnca. Svetimost' sputnika zvezdy "Vol'f 1055" - v 700000 raz men'she solnechnoi [Dagaev, 1955]. Znachit, po svetimosti, kak i po drugim pokazatelyam, Solnce yavlyaetsya zauryadnoi zvezdoi. Sredi 14 blizhaishih k nam zvezd Solnce po svetimosti ustupaet tol'ko dvum iz nih (Siriusu i Al'fe Centavra A), t.e. v okrestnostyah Solnca preobladayut menee yarkie zvezdy. Svetimost' zvezdy mozhno ocenit' po ee spektru (sm. nizhe).
V zavisimosti ot temperatury poverhnosti zvezda imeet tot ili inoi cvet, tot ili inoi spektr. Poetomu po spektru zvezdy mozhno opredelit' ee temperaturu. Vyyasnilos', chto naibolee goryachie golubovato-belye zvezdy imeyut temperaturu do 30000 gradusov Cel'siya, a naibolee holodnye krasnye - poryadka 2500. Est' zvezdy (ili poluzvezdy) holodnee krasnyh, no oni ne vidny glazom. Ob'ekty s temperaturoi poryadka 1500 gradusov ne ispuskayut vidimyh luchei, no ispuskayut infrakrasnye teplovye luchi, iz-za chego obnaruzhivayutsya po fotografiyam [Dagaev, 1955]. Srednyaya temperatura poverhnosti Solnca - 5780 gradusov Cel'siya.
Diametry zvezd vychislyayutsya po ih svetimosti i temperature (pri toi zhe temperature svetimost' tem bol'she, chem bol'she diametr). Diametr krasnogo sverhgiganta S Zolotoi Ryby v 1400 raz bol'she solnechnogo, a diametr belogo karlika Vol'f 447 v 500 raz men'she solnechnogo i dazhe v 5 raz men'she zemnogo [Dagaev, 1955]. U nekotoryh gigantskih zvezd nedavno v kosmicheskii teleskop im. Habbla udalos' razglyadet' disk [Razglyadet' Betel'geize "v lico", 1996]. Izmereny razmery diska i u nekotoryh osobenno blizkih zvezd [Surdin, 2003b]. Zvezdy mogut byt' prakticheski sharoobraznymi, kak nashe Solnce, i sil'no splyusnutymi iz-za bystrogo vrasheniya, kak Ahernar [Surdin, 2004a].
Po masse zvezdy razlichayutsya v znachitel'no men'shei stepeni, chem, naprimer, po svetimosti i razmeru. Ot massy zvezdy sil'no zavisit temperatura v ee centre i hod termoyadernyh reakcii, a, znachit, i svetimost' zvezdy. Zvezd v 100 raz massivnee Solnca prakticheski net [Dagaev, 1955], hotya vrode by est' ukazaniya na sushestvovanie v Nashei Galaktike sverhgiganta massoi v 200 solnc, a v sosednei galaktike - massoi 2000 solnc [Surdin, 1999], no na bol'shom rasstoyanii za odin ob'ekt mozhno prinyat' neskol'ko blizkih [Yu.N.]. Soglasno drugoi svodke [Masevich, Tutukov, 1988], kogda-to bylo predstavlenie, chto pul'sacionno ustoichivy zvezdy massoi ne bolee 60 solnechnyh, a potom naidena zvezda s massoi v 150 solnc; a v yadrah galaktik i drugih plotnyh skoplenii, vozmozhno, mogut voznikat' i bolee massivnye zvezdy. S nizhnei granicei zvezdnoi massy v teoreticheskom plane yasnosti bol'she. Ob'ekty primerno v 10 raz "legche" Solnca ne mogut obespechit' temperaturu, neobhodimuyu dlya yadernyh reakcii, i potomu vryad li mogut schitat'sya zvezdami, t.k. pochti ne svetyatsya svoim svetom (po krainei mere, v vidimom diapazone) [Dagaev, 1955]. Minimal'noe znachenie massy dlya zvezdy normal'nogo sostava - 0,08 solnechnoi ili 0.07 solnechnoi (predel Kumara, pri kotorom eshe idut termoyadernye reakcii, na raznyh stranicah knigi V.G.Surdina privedeny chut' raznye znacheniya etogo predela), hotya u "korichnevyh karlikov" svechenie v infrakrasnom diapazone vozmozhno pri masse 0,02-0,04 solnechnoi za schet gravitacionnogo szhatiya [Surdin, 1999] ili, v sluchae molodosti zvezdy, dazhe za schet "goreniya" deiteriya v yadre [Surdin, 2000g, 2001a]. Poluchaetsya, chto massa - eto glavnyi parametr zvezdy, i v prirode postoyanno formiruyutsya zvezdy massoi ot 100 do 0,08 solnechnoi (ili do 0,1-0,2 solnechnoi s uchetom korichnevyh karlikov) [Surdin, 2001a]. Raspredelenie zvezd v predelah etogo intervala dovol'no ravnomernoe, hotya est' ukazaniya, chto formirovanie zvezd v otdel'nyh uzkih intervalah podavleno. Vozmozhno, eto ukazyvaet na perehodnye oblasti mezhdu razlichnymi mehanizmami zvezdoobrazovaniya [Surdin, 1999a].
Srednyaya plotnost' zvezdy opredelyaetsya po ee razmeru i masse. Preobladayushee chislo zvezd imeyut srednyuyu plotnost', blizkuyu k solnechnoi, no est' zvezdy, razrezhennye v sotni tysyach raz bolee vozduha (krasnye sverhgiganty) i szhatye v milliardy raz plotnee vody (belye karliki). Spichechnyi korobok veshestva belogo karlika Vol'f 457 vesil by na Zemle 40000 tonn [Dagaev, 1955]. Poluchaetsya, chto po plotnosti, kak i po razmeru, zvezdy razlichayutsya ochen' sil'no.
Samostoyatel'nymi parametrami zvezdy, naryadu s massoi, yavlyayutsya takzhe nachal'nyi himicheskii sostav i vozrast. Chto zhe kasaetsya absolyutnoi zvezdnoi velichiny (svetimosti), temperatury, diametra i plotnosti, to eti parametry u odinochnyh zvezd proizvodny ot treh nazvannyh.
V himicheskom otnoshenii zvezdy razlichayutsya, prezhde vsego, soderzhaniem tyazhelyh elementov, t.e. bolee tyazhelyh, chem gelii, tak kak vodorod preobladaet vsegda, a dolya geliya trudno poddaetsya izmereniyu. Eto razlichie vyrazhayut cherez logarifmy obiliya soderzhaniya tyazhelyh elementov po otnosheniyu k ih soderzhaniyu na Solnce i nazyvayut metallichnost'yu. Na Solnce na 1000 atomov vodoroda prihoditsya primerno 100 atomov geliya i 2-3 atoma bolee tyazhelyh elementov. V Nashei Galaktike metallichnost' vozrastaet k ee centru i k ee ploskosti, t.e., gde zvezd bol'she, tam ih metallichnost' vyshe, t.k. energichnei idut processy "zvezdnoi zhizni", soprovozhdayushiesya sintezom tyazhelyh elementov. Uglerod, azot, kislorod, zhelezo mogut sintezirovat'sya v processe termoyadernogo "goreniya" zvezd, a bolee tyazhelye elementy obrazuyutsya lish' pri vzryvah sverhnovyh. No v mezhzvezdnuyu sredu i te, i drugie elementy postupayut, v osnovnom, pri vzryvah sverhnovyh. Na etom osnovano delenie zvezd na zvezdy pervogo i vtorogo pokoleniya. Zvezdy pervogo pokoleniya voznikli iz pervichnogo veshestva, obrazovavshegosya pri Bol'shom vzryve, t.e. iz vodoroda i geliya [Surdin, 1999] s nichtozhnoi primes'yu izotopov litiya, berilliya i bora [Klochkova, Panchuk, 2002]. Poetomu v nih pochti net primesi tyazhelyh elementov, hotya chut'-chut' takih elementov imeetsya vsegda (v 100-200 raz men'she, chem na Solnce), chto yavlyaetsya odnoi iz zagadok kosmologii (perenos kometami i t.p. telami? - Yu.N.). Zvezdy vtorogo pokoleniya znachitel'no metallichnei. Govorya o himicheskom sostave zvezd, nuzhno takzhe pomnit', chto elementy gruppy kisloroda (C, N, O) yavlyayutsya katalizatorami yadernyh reakcii, a elementy gruppy zheleza kontroliruyut prozrachnost' zvezdnyh atmosfer i, sledovatel'no, svetimost' [Surdin, 1999].
Spektral'naya harakteristika zvezdy opredelyaetsya ee himicheskim sostavom i temperaturoi, no ne stol'ko etimi parametrami dlya vsei zvezdy, skol'ko dlya ee atmosfery. Sovremennaya spektral'naya klassifikaciya zvezd, razrabotannaya v 'erksskoi observatorii (posle Garvardskoi sistemy zvezdnyh klassov v 1885 g.), rassmatrivaet dva kompleksa parametrov - preobladanie v spektre teh ili inyh linii, a takzhe shirinu etih linii. Po nalichiyu teh ili inyh linii v spektre mozhno sudit' o temperature i himicheskom sostave zvezdnoi atmosfery. Po shirine linii - ob elektronnom davlenii v atmosfere, uvelichenie kotorogo rasshiryaet spektral'nye linii. Elektronnoe davlenie svyazano s radiusom zvezdy i pri fiksirovannoi temperature harakterizuet ee svetimost', t.e. vtoroi spektral'nyi parametr - eto klass svetimosti [Masevich, Tutukov, 1988]. Po temperature poverhnosti razlichayutsya zvezdy golubye (klass O), belo-golubye (klass B), belye (klass A), zheltovato-belye (klass F), zheltye (klass G), oranzhevye (klass K) i krasnye (klass M). Dlya golubyh zvezd harakterny linii ionizovannyh geliya, azota, ugleroda, kisloroda i kremniya. Dlya belo-golubyh - linii neitral'nyh geliya i vodoroda, ionizovannyh azota, ugleroda, kisloroda i kremniya. Dlya belyh - linii vodoroda, kotorye dominiruyut nad ostal'nymi liniyami. Dlya belo-zheltyh - linii mnogih metallov i linii vodoroda. Dlya zheltyh - te zhe, no linii vodoroda oslableny. Dlya oranzhevyh - linii kal'ciya, zheleza, titana. Dlya krasnyh - linii molekulyarnyh polos oksida titana. U temperaturnyh klassov G, K i M imeyutsya raznovidnosti - klassy R, N i S. R-zvezdy harakterizuyutsya intensivnymi polosami poglosheniya molekulyarnogo ugleroda i ciana (CN). N-zvezdy - takimi zhe liniyami, no eshe sil'nee vyrazhennymi (eto uglerodnye zvezdy). S-zvezdy - polosami poglosheniya oksidov cirkoniya, ittriya i lantana. Chto kasaetsya vtorogo parametra - klassa svetimosti, opredelyaemogo po shirine linii, - to v etom otnoshenii razlichayutsya sverhgiganty (klass I, razbityi teper' eshe na neskol'ko klassov), yarkie giganty (klass II), slabye giganty (klass III), subgiganty (klass IV), zvezdy glavnoi posledovatel'nosti (klass V), subkarliki (klass VI, teper' sblizhaetsya s predydushim klassom) i vyrozhdennye belye karliki (klass VII). Do nedavnego vremeni rassmatrivalis' takzhe belo-golubye karliki (klass VIII), no teper' oni sblizhayutsya s belymi karlikami. Osobyi spektral'nyi klass sostavlyayut zvezdy Vol'fa-Raie (klass WR), otlichayushiesya osobenno bol'shoi yarkost'yu. Est' i drugie kategorii zvezd. K ih rassmotreniyu my eshe vernemsya v glave o klassifikacii zvezd.
Vozrast zvezd podrobno rassmatrivaetsya nizhe, a seichas mozhno tol'ko napomnit' chitatelyu, chto chem massivnei zvezda, tem bystree ona "progoraet". Poetomu vse massivnye i yarkie zvezdy otnositel'no molody i prinadlezhat ko vtoromu zvezdnomu pokoleniyu (voznikli iz veshestva vzorvavshihsya zvezd pervogo pokoleniya). Zvezdy maloi massy mogut byt' kak molodymi, tak i starymi, v t.ch. prinadlezhat' k pervomu zvezdnomu pokoleniyu. Potencial'no vozmozhnyi srok zhizni malomassivnyh zvezd vo mnogo raz prevyshaet vozrast Nablyudaemoi Vselennoi. My eshe ne uvideli ih sostarivshimisya.
Eshe odnim parametrom (otnositel'no samostoyatel'nym) yavlyaetsya skorost' vrasheniya zvezd vokrug svoei osi. Osobenno bystroe vrashenie (100-500 km/s) vstrechaetsya tol'ko u molodyh goryachih zvezd glavnoi posledovatel'nosti (spektral'nye klassy O, B, A i rannie F - sm. nizhe). U bolee pozdnih zvezd (bolee pozdnih, chem F5) skorost' vrasheniya ne prevoshodit 20 km/s. Vrashenie zvezd pritormazhivaetsya za schet ih magnitnogo polya (sm. nizhe). No mnogochislenny takzhe sluchai, kogda bolee starye zvezdy vrashayutsya bystree molodyh. U takih zvezd imeyutsya zvezdy-sputniki, prichem ochen' blizkie sputniki, i bystromu vrasheniyu sposobstvuet vypadenie na glavnuyu zvezdu veshestva, peretyanutogo so sputnika [Masevich, Tutukov, 1988]. [Ponyatiya "rannie" i "pozdnie" spektral'nye klassy ne otnosyatsya k vozrastu, oni sohranilis' po istoricheskim prichinam - prim. A.V.].
Nalichie blizkogo massivnogo sputnika mozhet vliyat' i na drugie parametry zvezdy.
| << O metodah izucheniya zvezd | | Oglavlenie | | Rasstoyaniya do zvezd >> |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zvezdy - zvezdoobrazovanie
Publikacii so slovami: zvezdy - zvezdoobrazovanie | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
