Вопрос о спутниках звёзд останется нерешённым до тех пор, пока кто - нибудь, владеющий искусством производить необычайно точные наблюдения, не откроет. - презентация

1

2 Вопрос о спутниках звёзд останется нерешённым до тех пор, пока кто - нибудь, владеющий искусством производить необычайно точные наблюдения, не откроет их. ( И. Кеплер г.) Внутри огромной звездной системы - Галактики многие звезды объединены в системы меньшей численности. Каждая из этих меньших систем может рассматриваться как коллективный член Галактики. Самые маленькие коллективные члены Галактики - это двойные и кратные звезды. Двойные звезды весьма часто встречаются в природе, поэтому их изучение существенно как для выяснения природы самих звезд, так и для изучения проблем происхождения и эволюции звезд. Двойные звезды не являются редкостью ; наоборот, одиночные звезды не входящие в состав двойных систем ( или кратных ) скорее исключение, чем правило. Двойные звезды весьма часто встречаются в природе, поэтому их изучение существенно как для выяснения природы самих звезд, так и для изучения проблем происхождения и эволюции звезд. Двойные звезды не являются редкостью ; наоборот, одиночные звезды не входящие в состав двойных систем ( или кратных ) скорее исключение, чем правило.

3 ДЛЯ НАЧАЛА ВЫЯСНИМ, КАКИЕ ЗВЕЗДЫ ТАК НАЗЫВАЮТ. ДАВАЙТЕ СРАЗУ ОТБРОСИМ ТОТ ТИП ДВОЙНЫХ, КОТОРЫЙ НОСИТ НАЗВАНИЕ " ОПТИЧЕСКИ ДВОЙНЫЕ ЗВЕЗДЫ ". ЭТО - ПАРЫ ЗВЕЗД, СЛУЧАЙНО ОКАЗАВШИЕСЯ РЯДОМ НА НЕБЕ, ТО ЕСТЬ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ, А В ПРОСТРАНСТВЕ, НА САМОМ ДЕЛЕ, ИХ РАЗДЕЛЯЮТ БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ. ЭТОТ ТИП ДВОЙНЫХ МЫ РАССМАТРИВАТЬ НЕ СТАНЕМ. НАС БУДЕТ ИНТЕРЕСОВАТЬ КЛАСС ФИЗИЧЕСКИ ДВОЙНЫХ, ТО ЕСТЬ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО СВЯЗАННЫХ ГРАВИТАЦИОННЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ЗВЕЗД. ФИЗИЧЕСКИ ДВОЙНЫЕ ЗВЕЗДЫ ПО ЭЛЛИПСАМ ВРАЩАЮТСЯ ВОКРУГ ОБЩЕГО ЦЕНТРА МАСС. ОДНАКО, ЕСЛИ ОТСЧИТЫВАТЬ КООРДИНАТЫ ОДНОЙ ЗВЕЗДЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГОЙ, ТО ПОЛУЧИТСЯ, ЧТО ЗВЕЗДЫ ДВИЖУТСЯ ДРУГ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГА ТОЖЕ ПО ЭЛЛИПСАМ. НА ЭТОМ РИСУНКЕ ЗА НАЧАЛО ОТСЧЕТА МЫ ВЗЯЛИ БОЛЕЕ МАССИВНУЮ ГОЛУБУЮ ЗВЕЗДУ. В ТАКОЙ СИСТЕМЕ ЦЕНТР МАСС ( ЗЕЛЕНАЯ ТОЧКА ) ОПИСЫВАЕТ ВОКРУГ ГОЛУБОЙ ЗВЕЗДЫ ЭЛЛИПС. ХОЧЕТСЯ ПРЕДОСТЕРЕЧЬ ЧИТАТЕЛЯ ОТ РАСПРОСТРАНЕННОГО ЗАБЛУЖДЕНИЯ, ЗАКЛЮЧАЮЩЕГОСЯ В ТОМ, ЧТО ЧАСТО ПОЛАГАЕТСЯ БУДТО БЫ БОЛЕЕ МАССИВНАЯ ЗВЕЗДА СИЛЬНЕЕ ПРИТЯГИВАЕТ ЗВЕЗДУ С МАЛОЙ МАССОЙ, ЧЕМ НАОБОРОТ. ЛЮБЫЕ ДВА ОБЪЕКТА ПРИТЯГИВАЮТ ДРУГ ДРУГА ОДИНАКОВО. НО ОБЪЕКТ С БОЛЬШОЙ МАССОЙ ТРУДНЕЕ СДВИНУТЬ С МЕСТА. И ХОТЯ ПАДАЮЩИЙ НА ЗЕМЛЮ КАМЕНЬ ПРИТЯГИВАЕТ ЗЕМЛЮ С ТОЙ ЖЕ СИЛОЙ, ЧТО И ЗЕМЛЯ ЕГО, ЭТОЙ СИЛОЙ НЕВОЗМОЖНО ПОБЕСПОКОИТЬ НАШУ ПЛАНЕТУ, И МЫ ВИДИМ, КАК ДВИЖЕТСЯ КАМЕНЬ. ГРАВИТАЦИОННЫМ

4

5 ДЕЙСТВИТЕЛЬНО, ИНОГДА ТО, ЧТО ЗВЕЗДА ДВОЙНАЯ, ВИДНО В ТЕЛЕСКОП. ТАКИЕ ДВОЙНЫЕ НАЗЫВАЮТСЯ ВИЗУАЛЬНО ДВОЙНЫМИ ( НЕ ПУТАТЬ С ОПТИЧЕСКИ ДВОЙНЫМИ !). КАК ПРАВИЛО, ЭТО НЕ ТЕСНЫЕ ПАРЫ, РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ЗВЕЗДАМИ В НИХ ВЕЛИКИ, ГОРАЗДО БОЛЬШЕ ИХ СОБСТВЕННЫХ РАЗМЕРОВ. ТЕЛЕСКОП ЧАСТО ЗВЕЗДЫ В ПАРАХ СИЛЬНО РАЗЛИЧАЮТСЯ ПО БЛЕСКУ, ТУСКЛУЮ ЗВЕЗДОЧКУ ЗАТМЕВАЕТ БЛЕСКОМ ЯРКАЯ. ИНОГДА В ТАКИХ СЛУЧАЯХ АСТРОНОМЫ УЗНАЮТ О ДВОЙСТВЕННОСТИ ЗВЕЗДЫ ПО ОТКЛОНЕНИЯМ В ДВИЖЕНИИ ЯРКОЙ ЗВЕЗДЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НЕВИДИМОГО СПУТНИКА ОТ РАССЧИТАННОЙ ДЛЯ ОДИНОЧНОЙ ЗВЕЗДЫ ТРАЕКТОРИИ В ПРОСТРАНСТВЕ. ТАКИЕ ПАРЫ НАЗЫВАЮТ АСТРОМЕТРИЧЕСКИ ДВОЙНЫМИ. В ЧАСТНОСТИ, СИРИУС ДОЛГО ОТНОСИЛСЯ К ТАКОМУ ТИПУ ДВОЙНЫХ, ПОКА МОЩНОСТЬ ТЕЛЕСКОПОВ НЕ ПОЗВОЛИЛА РАЗГЛЯДЕТЬ НЕВИДИМЫЙ ДОСЕЛЕ СПУТНИК - СИРИУС В. ЭТА ПАРА СТАЛА ВИЗУАЛЬНО ДВОЙНОЙ. СПУТНИКА СИРИУС ТЕЛЕСКОПОВ

6 Бывает, что плоскость обращения звезд вокруг их общего центра масс проходит или почти проходит через глаз наблюдателя. Орбиты звезд такой системы расположены, как бы, ребром к нам. Здесь звезды будут периодически затмевать друг друга, блеск всей пары будет с тем же периодом меняться. Этот тип двойных называется затменно - двойными. Если же говорить о переменности звезды, то такую звезду называют затменно - переменной, что также указывает на ее двойственность. Самой первой открытой и самой известной двойной такого типа является звезда Алголь ( Глаз Дьявола ) в созвездии Персея. Орбиты

7 Последним типом двойных являются спектрально двойные. Их двойственность определяется при изучении спектра звезды, в котором замечаются периодические смещения линий поглощения или видно, что линии являются двойными, на чем основывается вывод о двойственности звезды. спектра Чем же интересны двойные звезды ? Во - первых, они дают возможность узнать массы звезд, так как легче всего и надежнее всего она вычисляется по видимому взаимодействию двух тел. Прямые наблюдения позволяют узнать общий " вес " системы, а если добавить к ним известные соотношения между массами звезд и их светимостями, то можно выяснить массы компонентов, проверить теорию. Одиночные звезды такой возможности нам не предоставляют. Кроме того, как тоже было упомянуто ранее, судьба звезд в таких системах может разительно отличаться от судьбы таких же одиночных звезд. Об этом мы и поговорим подробнее.

8 Иначе складывается судьба тесных пар, о них, собственно, речь и пойдет. Тесными астрономы называют пары, которые могут в процессе своей эволюции обмениваться веществом. Как это происходит ? Двойные звезды рождаются вместе из одной газопылевой туманности, у них один возраст, но часто - разные массы. Мы уже знаем, что более массивные звезды живут " быстрее ", следовательно, более массивная звезда в процессе эволюции обгонит свою сверстницу. Она расширится, превращаясь в гиганта. В этом случае, размер звезды способен стать таким, что вещество с одной звезды ( раздувшейся ) начнет перетекать на другую. Как следствие, масса первоначально более легкой звезды может стать больше первоначально тяжелой ! Кроме того, мы получим две звезды одинакового возраста, причем более массивная звезда еще находится на главной последовательности, то есть в ее центре по - прежнему продолжается синтез гелия из водорода, а более легкая звезда уже израсходовала свой водород, в ней образовалось гелиевое ядро. Вспомним, что в мире одиночных звезд такого произойти не может. За несоответствие возраста звезды с ее массой это явление названо парадоксом Алголя, в честь той же самой затменно - двойной. Звезда Бета Лиры - еще одна пара, в которой прямо сейчас происходит обмен массами.

9

10 Второй обмен массами Прежде чем продолжить рассказ, мы вынуждены чуть отступить в сторону и узнать кое - что новое о нейтронных звездах. Нейтронные звезды обладают быстрым вращением, а их сильное магнитное поле создает явление, при котором в двух противоположных направлениях, совпадающих с осью магнитного поля, звезда активно излучает в радиодиапазоне. Так как в большинстве случаев ось магнитного поля не совпадает с осью вращения звезды, это вращение приводит к тому, что радиолуч описывает в пространстве конус и может периодически проходить через Землю, как бы задевая ее. Так мы получаем пульсирующий радиоисточник, называемый радиопульсаром. В некоторых случаях, пульсаром может стать и белый карлик. магнитное поле радиодиапазоне

11

12 Другой исход в системе с белым карликом - вспышка сверхновой. Следствием перетекания вещества со второй звезды может стать достижение белым карликом предельной массы в 1,4 солнечной. Если это уже железный белый карлик, то он не в силах будет удержать гравитационное сжатие и взорвется. Вспышки сверхновых в двойных системах очень похожи по яркости и развитию друг на друга, так как всегда взрываются звезды одной и той же массой - 1,4 солнечной. Напомним, что в одиночных звездах этой критической массы достигает центральное железное ядро, а наружные слои могут иметь разную массу. В двойных системах, как ясно из нашего повествования, эти слои почти отсутствуют. Именно поэтому подобные вспышки имеют одинаковую светимость. Замечая их в далеких галактиках, мы можем высчитывать расстояния гораздо большие, чем можно определить, используя звездный параллакс или цефеиды. сверхновой галактиках звездный параллакс цефеиды

13