Содержание
- Борьба за научное мировоззрение
- Земля, ее размер, форма, масса, движение
- Определение расстояний и размеров тел в солнечной системе
- Методы изучения физической природы небесных тел
- Общие характеристики планет земной группы и Земли
- Физические условия на Луне и ее рельеф
- Планеты Меркурий, Венера И Марс
- Планеты-гиганты
- Движение луны и спутников планет. Затмения
- Астероиды и метеориты
- Кометы и метеоры
- Солнце — ближайшая звезда
- Спектры, температуры, светимости звезд и расстояния до них
- Двойные звезды, массы звезд
- Переменные и новые звезды
- Разнообразие звездных характеристик и их закономерности
- Наша Галактика
- Возникновение планетных систем и Земли
- Материалистическая картина мироздания. Проблема внеземных цивилизаций
- Приближенные числовые значения наиболее важных величин, встречающихся в Астрономии
- Удивительная астрономия
- Самые причудливые планеты
- Обитаемые спутники
- Диффузная материя
- Движения звезд в Галактике
- Звездные системы — Галактики. Метагалактика
- Возраст небесных тел. Возникновение и развитие галактик и звезд
- Землеподобные планеты
- «Живая пыль»
- Как астрономы изучают Галактику
- Как любители помогают астрономам
- Астрономические наблюдения и телескопы.
- Созвездия. Видимое движение звезд
- Эклиптика и «блуждающие» светила — планеты
- Звездные карты, небесные координаты и время
- Состав солнечной системы
- Законы движения планет и искусственных небесных тел
- Конфигурации к синодические периоды обращения планет
- Возмущения в движении планет. Понятие о приливах. Определение масс небесных тел
- КОСМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ: ГАЛАКТИКИ
Визуально-двойные звезды
Массу — одну из важнейших физических характеристик звезд — можно определить по ее воздействию на движение других тел. Такими другими телами являются спутники некоторых звезд (тоже звезды), обращающиеся с ними вокруг общего центра масс.
Если вы посмотрите на ξ Большой Медведицы, вторую звезду с конца «ручки» ее «ковша», то при нормальном зрении вы увидите совсем близко от нее вторую слабую звездочку Ее заметили еще древние арабы и назвали Алькор (Всадник). Яркой звезде они дали название Мицар. Их можно назвать двойной звездой. Мицар и Алькор отстоят друг от друга на 11'. В бинокль таких звездных пар можно найти немало. Так, ε Лиры состоит из двух одинаковых звезд 4-й звездной величины с расстоянием между ними 5'.
Двойные звезды называются визуально-двойными, если их двойственность может быть замечена при непосредственных наблюдениях в телескоп.
В телескоп ε Лиры — визуально-четверная звезда. Системы с числом звезд n3 называются кратными.
Многие из визуально-двойных звезд оказываются оптически-двойными, т. е. близость таких двух звезд является результатом случайной проекции их на небо. На самом деле в пространстве они далеки друг от друга. И в течение многолетних наблюдений можно убедиться, что одна из них проходит мимо другой, не меняя направления с постоянной скоростью. Но иногда при наблюдении звезд выясняется, что более слабая звезда-спутник обращается вокруг более яркой звезды. Систематически меняются расстояния между ними и направление соединяющей их линии. Такие звезды называются физическими двойными, они образуют единую систему и обращаются под действием сил взаимного притяжения вокруг общего центра масс.
Рис. 80. Орбита спутника двойной звезды (v Девы) относительно главной звезды, расстояние которой от нас составляет 10 пк. (Точки отмечают измеренные положения спутника в указанные годы. Их отклонения от эллипса вызваны погрешностями наблюдений.)
Множество двойных звезд открыл и изучил известный русский ученый В. Я. Струве. Самый короткий из известных периодов обращения визуально-двойных звезд — 5 лет. Изучены пары с периодами обращения в десятки лет, а пары с периодами в сотни лет изучат в будущем. Ближайшая к нам звезда а Центавра является двойной. Период обращения ее составляющих (компонентов) 70 лет. Обе звезды в этой паре по массе и температуре сходны с Солнцем. Главная звезда обычно не находится в фокусе видимого эллипса, описываемого спутником, потому что мы видим его орбиту в проекции искаженной (рис. 80). Но знание геометрии позволяет восстановить истинную форму орбиты и измерить ее большую полуось а в секундах дуги. Если известно расстояние D до двойной звезды в парсеках и большая полуось орбиты звезды-спутника в секундах дуги, равная а", то в астрономических единицах (поскольку I : p" = D пк) она будет равна:
А = а" • D = а" : р".
Важнейшей характеристикой звезды наряду со светимостью является ее масса. Прямое определение массы возможно лишь для двойных звезд. По аналогии с § 9.4, сравнивая движение спутника звезды с движением Земли вокруг Солнца (для которой период обращения 1 год, а большая полуось орбиты I а. е.), мы по третьему закону Кеплера можем написать:
где m1 и m2 — массы компонентов в паре звезд, Мc и Mз — массы Солнца и Земли, а Т — период обращения пары в годах Пренебрегая массой Земли в сравнении с массой Солнца, мы получаем сумму масс звезд, составляющих пару, в массах Солнца:
ml + m2 = А3 : Т2.
Чтобы определить массу каждой звезды отдельно, надо изучить движение каждой из них относительно окружающих звезд и вычислить их расстояния А1 и А2 от общего центра масс. Тогда имеем второе уравнение:
ml : m2 = A2 : A1
и из системы двух уравнений находим обе массы отдельно.
Двойные звезды в телескоп нередко представляют собой красивое зрелище: главная звезда желтая или оранжевая, а спутник белый или голубой. Вообразите себе богатство красок на планете, обращающейся вокруг одной из пары звезд, где на небе сияет то красное Солнце, то голубое, то оба вместе.
Определенные описанными методами массы звезд различаются гораздо меньше, чем их светимости, примерно от 0,1 до 100 масс Солнца. Большие массы встречаются крайне редко. Обычно звезды обладают массой меньше пяти масс Солнца. Мы видим, что с точки зрения светимости и температуры наше Солнце является рядовой, средней звездой, ничем особым не выделяющейся.
- У двойной звезды период обращения 100 лет. Большая полуось видимой орбиты а = 2,0", а параллакс р = 0,05". Определите сумму масс и массы звезд в отдельности, если звезды отстоят от центра масс на расстояниях, относящихся как 1 : 4.
- Если бы по орбите Земли двигалась звезда с такой же массой, как у Солнца, каков был бы период ее обращения?
- По рисунку 80 оцените период обращения спутника, большую полуось орбиты и вычислите сумму масс компонентов. Считать, что большая полуось орбиты лежит в плоскости рисунка.