Определение расстояний к звездам. Их основные характеристики
Если две звезды одинаковой светимости, то звезда, которая находится дальше от нас, имеет меньшую видимую яркость. Сравнивать звезды за светимостью можно лишь в том случае, если рассчитать их видимую яркость (звездную величину) для одного и того самого стандартного расстояния. Таким расстоянием в астрономии принято считать 10 пк.
Видимая звездная вецичица, какую имела бы звезда, если бы находилась от нас на стандартные відстан D0 = 10 пк, достала название абсолютной звездной величины М.
Рассмотрим количественное соотношение видимой и абсолютной звездных величин звезды при известном расстоянии О к ней (или ее параллаксе р). Припомним сначала, что разность 5 звездных величин отвечает отличию яркости ровно в раз. Итак, разность видимых звездных величин двух источников равняется единице, если одно из них ярче за второе ровно в 100 раз (эта величина приблизительно равняется 2,512). Чем яскравіше источник, тем его видимая звездная величина считается меньшей. В общем случае отношения видимой яркости двух любых звезд I1 : I2 связанное с разностью их видимых звездных величин m1, и m1 простым соотношением:
І1 : І2 = 2,512
Пусть m - видимая звездная величина звезды, которая находится на расстоянии D. Если бы она наблюдалась из расстояния D0 = 10 пк, ее видимая звездная величина m0 за определением равняла бы абсолютной звездной величине М. Тогда ее кажущаяся яркость изменилась бы.
где р выражено в секундах дуги.Эти формулы дают абсолютную звездную величину M за известной видимой звездной величиной m при реальном расстоянии к звезде D. Наше Солнце из расстояния 10 пк имело бы вид приблизительно как 5-звезда ї видимой звездной величины, т.е. для Солнца M¤ » 5
Знавая абсолютную звездную величину М любой звезды, можно вычислить ее светимость L. Взяв светимость Солнца L© = 1, за определением светимости можно записать, что
L = 2,5125-M, или L = 0,4 (5 - M)
Величины M i L в разных единицах выражают мощность излучения зоpі.
Изучение звезд показывает, что за светимостью они могут отличайся у десятки миллиардов раз. В звездных величинах эта разность достигает 26 единиц. ,
Абсолютные величины звезд очень высокой светимости отрицательные и достигают М = - 9. Такие звезды называются гигантами и сверхгигантами. Излучение звезды 5 Золотой Рыбы мощнее за излучение нашего Солнца в 500000 раз, ее светимость L = 500000; Наименьшую мощность излучения имеют карлики , М= + 17 (L = 0,000013).
Чтобы понять причины значительных отличий в светимости звезд, надо рассмотреть и другие их характеристики, которые можно определить іа основе анализа излучения.
3. Цвет, спектры и температура звезд. Во время наблюдений вы обратили внимание на то, что звезды имеют разный цвет, хорошо заметный / ярчайший из них. Цвет тела, которое нагревается, в том числе и звезде, зависит от его температуры. Это дает возможность определить температуру звезд распределением энергии в их непрерывном спектре.
Цвет и спектр звезд связаны с их температурой. У сравнительно холодных звезд преобладает излучение в красном участке спектра, поэтому они и имеют красноватый цвет. Температура красных звезд низкая. Она повышается последовательно с переходом от красных звезд к оранжевым, потом к желтым, желтоватых, белых и голубоватых. Спектры звезд очень разнообразные. Они разделены на классы, которые обозначают латинскими буквами и цифрами (см. задний форзац). В спектрах холодных красных звезд класса М с температурой около 3000 К видно полосы поглощения простейших двухатомных молекул, чаще всего оксида титана. В спектрах других красных звезд преобладают оксиди углерода или циркония. Красные звезды первой величины класса М - Антарес, Бетельгейзе.
В спектрах желтых звезд класса ОБ, к которым принадлежит и Солнце (с температурой 6000 К на поверхности),, преобладают тонкие линии металлов: железа, кальция, натрия и др. Звездой типа Солнца за спектром, цветом и температурой есть яркая Капелла в созвездии Візничого.
Вернуться назад