1612724575-f825b2d3933c58ed53c66b6cee5ff57f (829206), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Белые карлики. Ониобладают весьма малой светимостью и занимаютнижнюю часть диаграммы.Радиус, светимость и эффективную температуране являются независимыми и для каждойпоследовательности звезд на диаграмме спектр —светимость можно установить определенноесоотношениемеждуспектральнымклассом(температурой) и радиусом.Для большинства звезд главной последовательности выполняется соотношение = 5.2.Наиболее важная характеристика — масса, не может бытьопределена для одиночных звезд.
В некоторых случаях удаетсяопределить с помощью закона Кеплера массы компонентовдвойных систем (Бакулин: §154). По этому сравнительнонебольшому числу звезд обнаружена важная эмпирическаязависимость между массой и болометрической светимостью,изображенная на рис. 3. Прямая на этом рисунке изображаетзависимость = Μ 3.9 , приближенно выполняющуюся длябольшинства компонентов двойных систем, принадлежащихглавной последовательности.Болометриеская звездная величина – поток излучениякомического источника, просуммированный по всем диапазонамспектра.59Билет 2323.1. Способы измерения расстояний до планет и звезд. Параллаксы.Методы измерения расстояний:1.
локация (радио и оптическая);2. тригонометрический параллакс;3. кинематические методы;4. фотометрические методы (стандартная свеча, I~R-2);5. метод аналогии (стандартный отрезок).Угол между направлениями, по которым светило М' было бы видно из центра Земли и из какойнибудь точки на ее поверхности, называется суточным параллаксом светила (рис. 20) (угол, подкот. виден рад. Земли, провед. в точку наблюдения [2, SAI-1-06.ppt]).Иными словами, суточный параллакс есть угол р’, под которым сосветила был бы виден радиус Земли в месте наблюдения (Бакулин:§31).Для светила, находящегося в момент наблюдения в зените,суточный параллакс равен нулю.
Если светило М наблюдается нагоризонте, то суточный параллакс его принимает максимальноезначение и называется горизонтальным параллаксом р. Радиус ЗемлиR0 = 6378 км, а горизонтальные параллаксы, вычисленные для него,называются горизонтальными экваториальными параллаксами р0.Определение расстояний до тел Солнечной системы основано на измерении ихгоризонтальных параллаксов. Зная горизонтальный экваториальный параллакс р 0 светила, легкоопределить его расстояние от центра Земли.
Если ТО = R0, ТМ = Δ — расстояние от центра Землидо светила М, а угол р — горизонтальный экваториальный параллакс светила р0, то изпрямоугольного треугольника ТОМ: ∆= sin0 . Для всех светил, кроме Луны, параллаксы очень00 ′′малы. Поэтому sin 0 = 0′′ sin 1′′ = 206265′′ ⟹ ∆=206265′′ 00 ′′.Радиолокационный метод: по скорости распространениярадиоволн с = 3·105 км/сек и по промежутку времени t (сек)прохождения сигнала от Земли и обратно.
∆= 2 .Угол, под которым со звезды был бы виден средний радиусземной орбиты при условии, что направление на звездуперпендикулярно к радиусу, называется годичным параллаксомзвезды π. Если СТ = а есть средний радиус земной орбиты, МС =Δ — расстояние звезды М от Солнца С, то из прямоугольного треугольника СТМ ∆= sin . π звездменьше 1", и поэтому ∆=206265′′ ′′.
(Бакулин, §63)23.2. Единицы расстояния в астрономии.Астрономическая единица (а. е.) — среднее расстояние Земли от Солнца = 149 600000 км;Парсек (пс) — расстояние, соответствующее годичному параллаксу в 1", 1 пс = 30,86•1012 км= 206265 а. е. = 3,26 светового года;Световой год — расстояние, которое свет проходит за один год, распространяясь со скоростьюоколо 300000 км/сек.
1 световой год = 9,460-1012 км = 63 240 а. е. = 0,3067 пс.601Расстояния до небесных тел за пределами Солнечной системы, ∆= ′′ пс или ∆=(Бакулин: §110; Лекции Сурдина для астрономов)613,26 ′′св. лет.Билет 2424.1. Внутреннее строение звезд и их источники энергии.Если для некоторой звезды известны масса и радиус, то можно получить представление офизических условиях в ее недрах.
Температура в недрах звезды = ; тогда температура вΜцентре звезды 0 = . Для звезд главной последовательности = 5.2 и = Μ 3.9 , исключив светимости. ТогдаΜ=1⁄3., можно выразить из формулДля звезд, сходных с Солнцем(0 = 15 ∗ 106 °) температура в центре 0 ≈ 1,5 ∗ 107 = 1,5 ∗ 107 1⁄3.При движении вверх вдоль главной последовательности радиусы звезд увеличиваются.Поэтому и температуры в недрах звезд главной последовательности постепенно возрастают сувеличением светимости. От значения температуры сильно зависит характер ядерных реакций внедрах звезды.Звезды верхней части главной последовательности – горячие звезды с массой большесолнечной, значит Т и Р в их недрах выше, чем у звезд более поздних спектральных классов, ивыделение термоядерной энергии происходит ускоренным темпом через углеродный цикл (~Т20). В результате L у них больше, а потому эволюционировать они должны быстрее.
Отсюда,горячие звезды, находящиеся на главной последовательности, должны быть молодыми. Потокизлучения растет как Т4 (закон Стефана – Больцмана), значит излучение оказываетсянеспособным вынести из недр звезды энергию, возникающую там в углеродном цикле. Поэтомупереносить энергию должно само вещество, кот. перемешивается, и в недрах массивных звездглавной последовательности возникают центральные конвективные зоны.Звезды нижней части главной последовательности по своему строению подобны Солнцу.
Припротон-протонной реакции мощность энерговыделения зависит от Т почти так же, как и потокизлучения, в центре звезды конвекция не возникает, и ядро оказывается лучистым. Из-за сильнойнепрозрачности более холодных наружных слоев у таких звезд образуются протяженныенаружные конвективные оболочки (зоны). Чем холоднее звезда, тем на большую глубинупроисходит перемешивание. Если у Солнца только 2% наружных подфотосферных слоевохвачены конвекцией, то у карлика KV с массой 0,6 Ϻʘ в перемешивании участвует 10% всеймассы.Субкарлики, отличающиеся низким содержанием тяжелых элементов, пример существеннойзависимости строения звезды от ее хим. состава.
Непрозрачность звездного веществапропорциональна содержанию тяжелых элементов, т.к. в сильно ионизованной плазме все легкиеэлементы полностью лишены своих электронов, и атомы их не могут поглощать кванты. Восновном поглощение производят ионизованные атомы тяжелых элементов, сохранившие ещечасть своих электронов. Поэтому вещество субкарликов отличается большей прозрачностью посравнению с звездами главной последовательности, что облегчает лучистый перенос энергии изих недр, не требующий возникновения конвективных зон.Красные гиганты имеют крайне неоднородную структуру.
По мере выгорания водорода вцентральных слоях звезды область энерговыделения смещается в периферические слои. Значитобразуется тонкий слой энерговыделения, в кот. происходит водородная реакция, разделяющийзвезду на две части: почти лишенное водорода «гелиевое» ядро, в кот. ядерных реакций нет, т.к.нет водорода, и внешнюю, в кот., есть водород, но температура и давление недостаточны для62протекания реакции. Сначала давление в слое энерговыделения больше, чем в ядре, кот. поэтомуначинает сжиматься, и, выделяя гравитационную энергию, разогревается. Это сжатие происходитдо тех пор, пока газ не станет вырожденным (давление не зависит от температуры).
Тогдаогромное давление, необходимое для предотвращения дальнейшего сжатия, обеспечитсянеимоверным увеличением плотности. У звезды с массой в 1,3 Ϻʘ, по расчету, возникает ядро,состоящее в основном из гелия, в кот. превратился весь находившийся в нем водород.Температура гелиевого ядра при этом недостаточно велика для того, чтобы началась следующаявозможная ядерная реакция превращения гелия в углерод. Поэтому гелиевое ядро оказываетсялишенным ядерных источников энергии и изотермичным. Оно содержит около четверти массывсей звезды, но при этом обладает размерами только в 1/1000 ее радиуса. Плотность в центретакого ядра достигает 350 кг/см3! Оно окружено оболочкой почти такой же протяженности, гдепроисходит энерговыделение.
Затем следует лучистая зона толщиной в 0,1 радиуса. Примерно70% (по массе) наружных слоев звезды, составляющих 0,9 ее радиуса, образуют мощнуюконвективную зону красного гиганта.Белые карлики. Особенностью рассмотренной структуры красного гиганта являетсяобразование в его недрах изотермичного объекта с массой порядка массы Солнца или меньше,состоящего из вырожденного газа, в основном гелия.
На диаграмме Герцшпрунга Рессела этотобъект должен располагаться в нижнем левом углу, так как при значительной температуре он всилу малых своих размеров (10-2 10-3 Rʘ) должен обладать малой светимостью. Этосоответствует области белых карликов. Значит, белые карлики оказываются сверхплотнымивырожденными звездами, исчерпавшими водородные источники термоядерной энергии.Медленно остывая, они постепенно излучают огромный запас тепловой энергии вырожденногогаза.24.2. Источники энергии.Источником служат ядерные реакции, ведущие к превращению водорода в гелий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
