Характеристики звезды

Основная статья: Звезда

Светимость звёзд

Звезды представляются нам светя­щимися точками. Одни из них видны лучше — они ярче, другие слабее, третьи едва различаются невооружённым гла­зом, четвертые (их абсолютное большинство) видны только в телескоп.

Единственной физической величиной, которой можно ха­рактеризовать звезду и которую можно измерить, является ос­вещённость, создаваемая звездой на земной поверхности. Из оптики известно, что освещённость E, светимость звезды L и расстояние до звезды R связаны соотношением

E = L / 4πR2.

Освещённость, создаваемая самой яркой звездой Сириус на поверхности Земли, более чем в 1010 раз превышает освещён­ность, создаваемую самой слабой наблюдаемой звездой, но при­мерно во столько же раз меньше освещённости, создаваемой Солнцем.

Зная расстояние до звезды, измерив создаваемую ею осве­щённость, можно определить одну из основных физических её характеристик — светимость. Оказалось, что светимости звёзд разбросаны в весьма широких пределах. Светимость большин­ства звёзд меньше солнечной (у самых маломощных в милли­он раз), у самых больших и ярких звёзд, называемых бе­лыми или голубыми сверхгигантами, в десятки тысяч раз больше.

Температура звёзд

Самые горячие звезды имеют температуру до 35 000 K. Максимум излучения у них лежит в далёкой ультрафиолето­вой области, и нам они кажутся голубыми. Звезды с темпера­турой 10 000 K белые, с температурой 6000 K жёлтые, с тем­пературой 3000—3500 K красные.

Таблица 1. Температура, спектр и цве­т некоторых звёзд

Темпера­тура, K

Основные линии в видимом спектре (химические элементы)

Цвет звезды

Представитель

35 000

He+

Голубой

 

25 000

He

Голубовато-белый

Вега (α Лиры)

10 000

H

Белый

Сириус (α Боль­шого Пса)

6000

H, Ca+

Жёлтый

Солнце

4500

Металлы, OH, TiO

Красный

Арктур (α Воло­паса)

3500

Металлы, OH, TiO

Темно-красный

R Зайца

Загрузка...
iv>

Цвет звёзд

Внимательный наблю­датель сразу заметит, что яркие звезды имеют разный цвет. Так, Вега (α Лиры) голубовато-белая, Альдебаран (α Тельца) красновато-жёлтая, Сириус (α Большого Пса) белая, Антарес (α Скорпиона) красная, Солнце и Капелла (α Возничего) жёлтые. Мы не видим цвет у более слабых звёзд только из-за осо­бенностей нашего зрения. Цвет звезды обусловлен её темпера­турой, что непосредственно следует из закона Вина.

Спектр звёзд

Спектр звёзд зависит от температуры.

Химический состав звёзд

Радиус звёзд

Энергия, испускаемая единицей поверх­ности звезды, определяется законом Стефана—Больцмана. Вся поверхность звезды равна 4πR2 (R — радиус звезды). Поэтому светимость звезды определяется выражением

L = 4πR2σT.

Таким образом, если нам известны температура и свети­мость звезды, то мы можем вычислить и её радиус. Угловые размеры дисков звёзд намного меньше предельного угла для большинства существующих телескопов. Лишь используя са­мые большие телескопы и специальные способы наблюдений, удалось не только непосредственно измерить диаметры несколь­ких звёзд, но и получить изображения их дисков.

Полученные значения радиусов звёзд в целом совпадают с вычисленными по приведённой формуле светимости.

Масса звёзд

Массы звёзд лежат в очень узких пределах. Если светимости звёзд лежат в пределах от L ≈ 10-4L до L ≈ 104L, радиусы — в пре­делах от 0,01R до 3 • 103R, то массы звёзд лежат в пределах от 0,02M до 100M. Тело меньшей массы уже не является звездой, а большей не может существовать. Такая звезда не­устойчива и уже при возникновении либо сбросит избыточную массу, либо распадётся на две или несколько.

Таблица 2. Характеристики некоторых типичных звёзд

Название звезды

Масса, в массах Солнца

Светимость, в светимостях Солнца

Радиус, в радиусах Солнца

Темпера­тура, K

Плотность по отношению к плотности воды

Главная последовательность

ε Возничего

10,2

220

3,5

11 000

0,33

Вега

2,8

52

3,0

9500

0,14

Сириус A

2,1

22,4

2,0

9250

0,36

α Центавра

1,02

1,3

1,2

5730

0,80

70 Змееносца

0,8

0,51

0,89

4900

2,2

Крюгер 60

0,3

7 • 10-3

0,26

3000

20,72

Гиганты

Капелла

3,3

220

23

5200

4 • 10-4

Арктур

4,2

130

26

4100

3 • 10-4

Альдебаран

5,0

160

45

3600

5 • 10-5

Сверхгиганты

Ригель

40

2 • 105

138

11 200

2 • 10-5

Антарес

18

3 • 104

560

3300

1,5 • 10-7

Белые карлики

40 Эридана

0,44

3,5 • 1024

1,7 • 10-2

10 000 Материал с сайта http://wikiwhat.ru

1,25 • 108

Сириус B

1

2,7 • 10-3

2 • 10-2

8200

1,75 • 106

Взаимосвязи характеристик звёзд

Для понимания природы звёзд важно выявить зависимости между их отдельными характеристиками. Такие связи находятся путём сопоставления соответствующих величин.

Сопоставление масс, радиусов и светимостей звёзд главной последовательности показывает, что между этими величинами существуют два соотношения, выполняющиеся с очень боль­шой точностью. Если выражать характеристики звёзд в сол­нечных единицах, то

L = M3,9, R = M0,75.

Соотношение масса-светимость

Первое соотношение масса—светимость даёт возможность определить массы звёзд главной последова­тельности, не входящих в двойные системы. Для белых кар­ликов соотношение масса—радиус имеет совершенно другой вид.

Внутренние характеристики звезды

Внутренняя энергия звезды

Полная внутренняя энер­гия звезды равна: V = 3M*AT / 2μ = 3GM2*ρ̅ / 2r*ρц,

Картинки (фото, рисунки)

  • Диаграмма соотношения масса-светимость
На этой странице материал по темам:
  • Таблица физические характеристики некоторых ярких звезд

  • Как измеряют светимость звезд

  • Освешенность создоваемая звездой

  • Характеристики звезд таблица

  • Звёзды и их характеристики

Вопросы к этой статье:
  • Масса звезды равна 10M , всего может выгореть 20% запасённого в ней водорода. На какой срок хватит ей запаса ядерного горючего? Светимость оцените по диаграмме масса—светимость. (Ответ: ≈ 6 • 107 лет)

Материал с сайта http://WikiWhat.ru