Переменные и нестационарные звезды

 Переменные звезды

 Пульсирующие переменные (цефеиды) 

Как правило, у цефеид эта амплитуда не превышает 1,5 звёздной величины, зато периоды изменения светимости весьма различны: от десятков минут до нескольких десятков суток, причём этот период у них долгие годы сохраняется постоянным.

Изменение светимости  переменной звезды сопровождается изменениями температуры и лучевой скорости (рис. 5.24). Эти данные показывают, что причиной всему является пульсация наружных слоёв звезды. Они периодически то расширяются, то сжимаются. При сжатии звезда нагревается и становится ярче, при расширении её светимость уменьшается. По сути дела, цефеида — это природная автоколебательная система, «сферический маятник», который имеет собственную частоту (период)колебаний.

Ещё в начале XX в. было замечено: чем ярче цефеида, тем продолжительнее период изменения её светимости. Зависимость «период — светимость», существующая у цефеид (рис. 5.25), используется для определения расстояний в астрономии. Получив из наблюдений период изменения светимости цефеиды, можно узнать её светимость, вычислить абсолютную звездную величину М, а сравнив ее с видимои звездной величиной m, вычислить расстояние до звезды по формуле:

lg D = 0,2(m - M) + l.

Звёзды, пульсация которых происходит с периодом, большим, чем у цефеид, называются долгопериодическими.

У некоторых звезд, светимость которых долгое время оставалась практически постоянной, она вдруг неожиданно падает, а через некоторое время опять восстанавливается на прежнем уровне (рис. 5.26). Поскольку в атмосферах таких звёзд наблюдается повышенное содержание углерода, принято считать, что причиной уменьшения светимости является образование гигантских облаков сажи, поглощающих свет.

Новые и сверхновые звёзды

Начиная с глубокой древности, в исторических летописях разных народов неоднократно отмечены случаи появления звёзд, видимых невооружённым глазом на том месте, где их прежде не было. Особенно удивительными были эти «новые» звёзды, когда они становились столь яркими, что могли наблюдаться даже днём. Затем их свет постепенно, в течение нескольких месяцев ослабевал настолько, что звезду уже нельзя было видеть невооружённым глазом. Например, в китайских и японских хрониках сохранились сведения о «звезде-гостье», которая вспыхнула в созвездии Тельца в 1054 г. и в течение трех недель была видна днем, а через год совершенно «исчезла». В 1572 г. учитель Кеплера Тихо Браге наблюдал в созвездии Кассиопеи новую звезду, которая была ярче Венеры. В 1604 г. уже сам Кеплер наблюдал новую звезду в созвездии Змееносца.В настоящее время различают новые и сверхновые вспыхивающие звёзды. Такие неожиданные вспышки наблюдаются у звёзд, которые до этого долгое время оставались слабыми и не привлекали к себе внимание астрономов.

У новых звёзд светимость возрастает на 12—13 звёздных величин и выделяется энергия до 10³⁹ Дж. Звезда приобретает максимальную яркость всего за несколько суток, а ослабление до первоначального значения светимости может длиться годами (рис. 5.27)

 В 1954 г. было обнаружено, что одна из новых звёзд (DQ Геркулеса) является двойной с периодом обращения всего 4 ч 39 мин. Один из компонентов — белый карлик, а другой — красная звезда главной последовательности. Из-за их близкого расположения на белый карлик перетекает газ из атмосферы красного карлика. По мере накопления водорода плотность и температура внешних слоёв белого карлика возрастает, создаются условия для начала термоядерных реакций превращения водорода в гелий. Они происходят настолько быстро, что приобретают характер взрыва. При этом внешние слои звезды, составляющие небольшую часть её массы, расширяются и выбрасываются в космическое пространство. Их свечение и наблюдается как вспышка новой звезды. Такое явление может повторяться с тесными двойными звёздами неоднократно: у одних через тысячи, у других с изменением светимости на 4—5 звёздных величин через несколько десятков лет.

Подробнее->

 Домашнее задание:

1)Изучить материал.

2) Вопросы к зачету по теме " Солнце и звезды":

• Из каких химических элементов состоит Солнце и каково их соотношение?
• Каков источник энергии излучения солнца? Какие изменения происходят при этом?
• Какой слой Солнца является основным источником  видимого излучения?
• Каково внутреннее строение Солнца? Назовите слои его атмосферы.
• В каких пределах изменяется температура Солнца от центра до фотосферы?
• Какими способами осуществляется  перенос энергии из недр Солнца наружу?
• Чем объясняется наблюдаемая на Солнце грануляция?
• Какие проявления Солнечной активности наблюдаются в различных слоях  атмосферы Солнца? С чем связана  причина этих явлений?
• Чем объясняется  понижение температуры  в области солнечных пятен?
• Какие явления на Земле связаны с солнечной активностью?
• Как определяют расстояния до звезд?- От чего зависит цвет звезды?
• В чем главная причина  различия спектров звезд?
• От чего зависит светимость звезды?
• Чем объясняется изменение яркости некоторых двойных звезд?
• Во сколько  раз отличаются размеры и плотности звезд-сверхгигантов и карликов?
• Каковы (примерно) размеры самых маленьких звезд?
• Перечислите известные Вам типы переменых звезд.
• Перечислите конечные стадии эволюции звезд?
• В чем причина изменения блеска цефеид?
• Почему цефеиды называют "Маяками вселенной"?
• Что такое пульсары?
• Может ли Солнце вспыхнуть, как новая или сверхновая звезда? Почему?