Лекція 8 Визначення відстаней до зір. Хімічний склад зоряної речовини. Температу­ри, світності, розміри, маси, густини зір. Взаємозв'язок між розміром, тем­пературою та абсолютною зоряною величиною

План

1.Зорі. Основні характеристики зір

2. Визначення відстаней до зір

3. Основні характеристики зір

4. Хімічний склад та еволюція Всесвіту

5.Температури, світності, розміри, маси, густини зір. Взаємозв'язок між розміром, температурою та абсолютною зоряною величиною

1.Зорі. Основні характеристики зір

Зорі — просторово відокремлені, гравітаційного зв’язані, не­прозорі для випромінювання маси речовини в інтервалі від 10²⁹ до 10³² кг (0,005-100 М_a), у надрах яких у значних масштабах відбувалися, відбуваються або відбуватимуться термоядерні реак­ції з перетворення водню в гелій.

1. Зорі — окремий самостійний тип космічних тіл, що якісно від­різняються від інших космічних об’єктів.

2. Зорі — один із найпоширеніших (можливо, найпоширеніший) тип космічних тіл.

3. Зорі містять у собі до 90 % видимої речовини в тій частині Всес­віту, у якій ми живемо і яка доступна для досліджень.

4. Всі основні характеристики зір (розміри, світність, енергетика, час «життя» і кінцеві етапи еволюції) взаємозалежні й обумов­лені значенням маси зір.

5. Зорі майже цілком складаються з водню (70-80 %) і гелію (20-30% ); частка всіх інших хімічних елементів становить від 0,1 до 4 %.

6. У надрах зір відбуваються термоядерні реакції.

7. Існування зір обумовлено рівновагою сил тяжіння й променево­го (газового) тиску.

8. Закони фізики дозволяють обчислювати всі основні фізичні характеристики зір, спираючись на результати астрономічних спостережень.

9. Основним, найбільш продуктивним методом дослідження зір є спектральний аналіз їх випромінювання.

2. Визначення відстаней до зір

Метод річного паралаксу

Річним паралаксом назвемо кут, під яким зі світила видно пер­пендикулярний до променя зору радіус земної орбіти. Позначимо річний паралакс через п, астрономічну одиницю — через a.

Рис. 1

Якщо зоря М перебуває в полюсі екліптики (рис. 1) і D — її відстань до Землі, a D₁ — відстань до Сонця, то ці відстані пов’язані з річним паралаксом відношеннями:

;

В астрономії використовують спеціальну одиницю відстані до зір — парсек (пк). Зоря, яка перебуває на відстані 1 пк. має пара­лакс, що дорівнює 1". Згідно з формулою (1), 1 пк = 206265 а. о. = 3 10¹⁶м.

Крім цього, використовують ще одну спеціальну одиницю відстані — світловий рік. Він дорівнює відстані, яку світло долає протягом року, і становить 0,307 пк, або 9,46 10¹⁵м. Найближча до Сонячної системи зоря — червоний карлик 12-ї зоряної вели­чини Про оксима Центавра — має паралакс 0,762", тобто відстань до неї становить 1,3 пк (або 4,3 світового року).

Фотометричний метод визначення відстані

Освітленість, створювана однаковими за потужністю джере­лами світла, обернено пропорційна квадратам відстані до них. Це означає, що видимий блиск однакових світил (тобто освітленість, створювана на Землі в одиничній площадці, перпендикулярній до променів світла) може правити за міру відстані до них. Виражен­ня освітленості в зоряних величинах (т — видима, М — абсолют­на зоряна величина) підводить до основної формули фотометричної відстані — r_ф (пк):

lgr_Ф = 0,2(m-М)+1

Основним способом оцінювання абсолютної величин зір є спек­тральний: у спектрах зір одного і того ж спектрального класу ви­явлено особливості, які вказують на їх абсолютні зоряні величи­ни (найчастіше — посилення ліній іонізованих атомів відповідно до збільшення світності зір).