18: Зірки - Небесна перепис

Last updated

Oct 27, 2022
Save as PDF
- 17.E: Аналіз Starlight (вправи)
- 18.1: Вимірювання зоряних мас

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Як утворюються зірки? Скільки вони живуть? А як вони вмирають? Зупиніться і подумайте, як важко відповісти на ці питання.

Зірки живуть так довго, що нічого багато не можна отримати, дивлячись на одного протягом усього життя людини. Щоб виявити, як зірки еволюціонують від народження до смерті, потрібно було виміряти характеристики багатьох зірок (фактично взяти небесний перепис), а потім визначити, які характеристики допомагають нам зрозуміти історії життя зірок. Астрономи пробували різноманітні гіпотези про зірки, поки не придумали правильний підхід до розуміння їх розвитку. Але ключовим було спочатку проведення ретельного перепису зірок навколо нас.

18.1: Вимірювання зоряних мас
Щоб зрозуміти властивості зірок, ми повинні робити широкомасштабні обстеження. Ми знаходимо, що зірки, які здаються найяскравішими для наших очей, є яскравими насамперед тому, що вони по суті дуже світяться, а не тому, що вони найближчі до нас. Більшість найближчих зірок по суті настільки слабкі, що їх можна побачити тільки за допомогою телескопа. Зірки з низькою масою і низькою світністю зустрічаються набагато частіше, ніж зірки з високою масою і високою світністю.
18.2: Вимірювання зоряних мас
Маси зірок можна визначити шляхом аналізу орбіти бінарних зірок - двох зірок, які обертаються навколо загального центру мас. У візуальних двійкових файлах дві зірки можна побачити окремо в телескопі, тоді як у спектроскопічному двійковому лише спектр виявляє наявність двох зірок. Зоряні маси коливаються приблизно від 1/12 до більш ніж в 100 разів більше маси Сонця (в рідкісних випадках збирається в 250 разів більше маси Сонця). Об'єкти з масою від 1/12 до 1/100 маси Сонця називаються коричневими карликами
18.3: Діаметри зірок
Діаметри зірок можна визначити, виміряючи час, необхідний об'єкту (Місяцю, планеті або зірці-компаньйону), щоб пройти перед ним і заблокувати його світло. Діаметри членів затемнюючих бінарних систем (де зірки проходять один перед одним) можна визначити шляхом аналізу їх орбітальних рухів.
18.4: Діаграма H-R
Діаграма Герцшпрунга — Рассела, або діаграма H—R, являє собою графік зоряної світності проти температури поверхні. Більшість зірок лежать на головній послідовності, яка простягається по діагоналі діаграми H—R від високої температури та високої світності до низької температури та низької світності. Положення зірки по головній послідовності визначається її масою. Зірки високої маси випромінюють більше енергії і гарячі, ніж зірки з низькою масою на головній послідовності.
18.E: Зірки - Небесний перепис (вправи)

Мініатюра: Зірки бувають різних розмірів, мас, температур та яскравості. На цьому зображенні зображена частина скупчення зірок у Малій Магеллановій Хмарі (номер каталогу NGC 290). Розташований приблизно на відстані 200 000 світлових років, NGC 290 має близько 65 світлових років в поперечнику. Оскільки зірки в цьому скупченні знаходяться приблизно на однаковій відстані від нас, відмінності в видимій яскравості відповідають різниці в світності; різниці в температурі пояснюють відмінності в кольорі. Різні кольори та світність цих зірок дають підказки про їхні життєві історії. (кредит: модифікація роботи Е.Ольшевського (Університет Арізони), Європейське космічне агентство, НАСА).