Двойные и переменные звезды

МБОУ «Многопрофильная школа №17» г. Рязани

Двойные и переменные звезды

Выполнено учителем физики и астрономии

Тулюпой Ираидой Борисовной

Основное содержание урока

• Наблюдения двойных звёзд и их виды
• Пульсирующие переменные звёзды
• Цефеиды и связь периода пульсаций со светимостью у них

Должны знать, понимать:

• Описывать двойные, кратные, переменные звёзды
• Знать виды переменных звёзд
• Уметь объяснять причины изменения блеска переменных звёзд
• Приводить примеры двойных звезд

Проверка изученного материала

Подумай и ответь

1. Диаграмма Герцшпрунга - Рассела представляет собой зависимость между

• Массой и спектральным классом звезды
• Спектральным классом и радиусом
• Массой и радиусом
• Эффективной температурой и светимостью

Паллада

Веста

Диаграмма «спектр-светимость»

Проверка изученного материала

Подумай и ответь

2. Массивные звезды ранних спектральных классов, в сотни тысяч раз превышающие светимость Солнца, называются

• Голубыми сверхгигантами
• Красными сверхгигантами
• Сверхновыми звездами
• Красными гигантами
• Белыми карликами

Паллада

Веста

Проверка изученного материала

Подумай и ответь

3. Самые горячие звезды главной последовательности имеют температуры

• 1 000 000 000 К
• 60 000 К
• 20 000 К
• 10 000 К

Паллада

Веста

Сравнение светимостей звезд

• Звезды имеют одинаковую температуры (из одного спектрального класса)

2. З везды имеют разную температуры (из разных спектральных классов)

Паллада

Веста

Проверка изученного материала

Подумай и реши задачи

• Во сколько раз звезда Арктур ( α Волопаса) больше Солнца, если светимость Арктура 100, а его температура 4500 К?
• Во сколько раз светимость звезды спектрального класса G превышает светимость Солнца, если ее размер в 25 раз больше солнечного?

Паллада

Веста

Подумай и ответь

• Дать характеристику белым карликам
• Дать характеристику нейтронным звездам

Белые карлики – звезды, имеющие массу от 0,6 до 1,44 солнечных масс и малый радиус по сравнению с солнечным

Процесс производства термоядерной энергии в этих звездах прекращен.

В нашей Галактике их количество составляет от 3 до 10 % всего звездного населения

Белые карлики представляют собой конечную стадию эволюции небольшой звезды с массой, сравнимой с массой Солнца

Это - конечный продукт после взрыва сверхновой звезды.

Размеры очень малы 20 - 30 км в диаметре. Средняя плотность вещества в несколько раз превышает плотность атомного ядра . Они являются радиоисточни-ками. Их называют пульсарами, имеют определенный период вращения, их называют «маяками Вселенной»

Подумай и ответь

3. Дать характеристику черным дырам

Обладают высокой плотностью, мощной гравитационной силой, даже свету не удается вырваться за ее пределы.

Они обнаружены в составе двойных звездных систем. Напрямую увидеть черную дыру невозможно. Излучение дает газовый диск нагретый до миллионов градусов, вращающийся вокруг дыры. В Млечном Пути может располагаться несколько сотен миллионов звездных черных дыр.

Двойные звезды

• Двойными звездами называют такие пары звезд, которые заметным образом выделяются на небе среди окружающих звезд фона близостью своих видимых положений

• Виды двойных звезд :

- визуально-двойные звезды

- оптически двойные звезды

- физически двойные звезды

- спектрально – двойные звезды

- затменно - двойные звезды

Виды двойных звезд

1. Визуально – двойные звезды

• Звезды находятся близко друг от друга
• Двойственность звезд может быть замечена при непосредственном наблюдении в телескоп или без него
• К настоящему времени известно около 110 000 визуально-двойных звезд.

Гамма Девы

Гамма Зайца

Звезда 61 Лебедя

Виды двойных звезд

2. Оптически – двойные звезды

• Звезды находятся далеко друг от друга
• Близость звезд является результатом случайной проекции их на небо

Альфа Козерога

между звездами

580 световых лет

Альфа Весов

Кси Льва

Созвездие Большая Медведица

Мицар и Алькор — одни из самых знаменитых оптически - двойных звезд

Виды двойных звезд

3. Физически – двойные звезды

• Звезды имеют общий центр масс, вокруг которого вращаются по замкнутым орбитам под действием сил всемирного тяготения
• Звезды называются компонентами системы
• По периоду вращения и взаимному расстоянию можно определить массу каждой из звезды

Период вращения компонентов 70 лет, обе звезды по массе и t° сходны с Солнцем

Между компонентами 100 а.е.

период обращения 600 лет

Альфа Центавра

Альфа Близнецов

Виды двойных звезд

4. Спектрально – двойные звезды

• Звезды настолько близки, что даже в сильный телескоп их не разглядеть отдельно
• Двойственность можно определить только по спектру
• Из-за эффекта Доплера линии в спектрах звезд будут раздваиваться: у приближающейся звезды линии смещаются к синему концу спектра, у удаляющейся звезды – к красному
• Когда компоненты звезды движутся под прямым углом к лучу зрения, раздвоения линий нет
• Сейчас известно 2839 таких звезд

Виды двойных звезд

5. Затменно – переменные звезды

• Орбиты звезд такой  системы расположены, как бы, ребром к нам.
• Во время своего движения звезды такого типа по очереди загораживают друг друга
• В результате блеск системы периодически изменяется от пары часов до нескольких суток
• Первой открытой звездой такого типа является Алголь в созвездии Персея.
• Изучение изменения блеска и спектров звезд позволяют определить их массы, радиусы и свойства атмосфер
• Известно 4000 затменно - переменных двойных звезд.

Кратные звезды

• Если число взаимосвязанных звёзд превышает две, то это  кратные звёзды.
• Пример тройной звезды - это звезда HD 188753  в созвездии Лебедь
• Существуют системы из четырёх, пяти и шести звёзд.
• Лучшим примером шестикратной системы звёзд служит Кастор  в созвездии  Близнецы . В ней три пары звёзд организованно взаимодействуют между собой
• Больше 6 звёзд в системе пока ещё не обнаружено .
• Чем кратность больше, тем количество таких звёздных систем меньше. 

Физические переменные звезды

• Это особый класс переменных звезд, блеск которых меняется вследствие происходящих на них физических процессов

• Цефеиды  – невероятно яркие переменные звезды, превышающие солнечную светимость в 500 - 300000 раз (хорошо изучена

• Период переменности от 1 до 100 дней . 
• Цефеиды периодически раздуваются и сжимаются . В процессе пульсации изменяется радиус и температура ее фотосферы от 5500 К до 7000 К. Самую высокую температуру звезда имеет в максимуме блеска.
• Все цефеиды желтые сверхгиганты спектральных классов F и G , расположены в Млечном пути или рядом (их 700) 

Цефея)

Дельта Цефея

Физические переменные звезды

• Лириды - правильные пульсирующие короткопериодические переменные звезды, превышающие солнечную светимость в 60-70 раз (хорошо изучена RR Лиры)

• Период переменности от 0,2 до 1,2 дней . 

• Блеск звезд возрастает быстрее , температура меняется от 10000 К до 7000 К

• Эти звезды белые и желтые гиганты желтые гиганты спектральных классов А и F
• Лириды расположены вне Млечного пути

RR Лиры

Физические переменные звезды

• Мириды - правильные пульсирующие долгопериодические переменные звезды (хорошо изучена Мира – о Кита)

• Светимость меняется от 10 до 2500 раз, а блеск изменяется более чем на 2,5 звездные величины в видимом диапазоне 
• Период пульсации от 80 до 1000 дней , связанно с пульса-цией и периодическими извержениями горячих газов из недр звезды в более высокие слои атмосферы.
• Эти звезды красные гиганты и сверхгиганты спектрального класса М
• Мириды расположены в дисковой составляющей Галактики

Бетельгейзе ( Ориона)

Домашнее задание: § 25 учить

Двойные и переменные звезды