Близко расположенные пары звезд называются


Близко расположенные пары звезд называются

Рис. 80. Орбита спутника двойной звезды (v Девы) относительно главной звезды, расстояние которой от нас составляет 10 пк. (Точки отмечают измеренные положения спутника в указанные годы. Их отклонения от эллипса вызваны погрешностями наблюдений.)

Двойные звезды называются визуально-двойными, если их двойственность может быть замечена при непосредственных наблюдениях в телескоп.

В телескоп Лиры — визуально-четверная звезда. Системы с числом звезд называются кратными.

Многие из визуально-двойных звезд оказываются оптически-двойными, т. е. близость таких двух звезд является результатом случайной проекции их на небо. На самом деле в пространстве они далеки друг от друга. И в течение многолетних наблюдений можно убедиться, что одна из них проходит мимо другой, не меняя направления с постоянной скоростью. Но иногда при наблюдении звезд выясняется, что более слабая звезда-спутник обращается вокруг более яркой звезды. Систематически меняются расстояния между ними и направление соединяющей их линии. Такие звезды называются физическими двойными, они образуют единую систему и обращаются под действием сил взаимного притяжения вокруг общего центра масс.


Множество двойных звезд открыл и изучил известный русский ученый В. Я. Струве. Самый короткий из известных периодов обращения визуально-двойных звезд — 5 лет. Изучены пары с периодами обращения в десятки лет, а пары с периодами в сотни лет изучат в будущем. Ближайшая к нам звезда а Центавра является двойной. Период обращения ее составляющих (компонентов) 70 лет. Обе звезды в этой паре по массе и температуре сходны с Солнцем.

Главная звезда обычно не находится в фокусе видимого эллипса, описываемого спутником, потому что мы видим его орбиту в проекции искаженной (рис. 80). Но знание геометрии позволяет восстановить истинную форму орбиты и измерить ее большую полуось а в секундах дуги. Если известно расстояние до двойной звезды в парсеках и большая полуось орбиты звезды-спутника в секундах дуги, равная то в астрономических единицах (поскольку она будет равна:

Важнейшей характеристикой звезды наряду со светимостью является ее масса. Прямое определение массы возможно лишь для двойных звезд. По аналогии с § 9.4, сравнивая движение спутника

Источник: scask.ru

Открытие двойных звезд


Открытие двойных звезд стало одним из первых достижений, сделанных с помощью астрономического бинокля. Первой системой данного типа была пара Мицар в созвездии Большой Медведицы, которая была открыта астрономом из Италии Ричолли. Поскольку во Вселенной находится невероятное количество звезд, ученые решили, что Мицар не может быть единственной двойной системой. И их предположение оказалось полностью оправданным будущими наблюдениями.

В 1804 году Вильям Гершель, знаменитый астроном, который вел научные наблюдения в течение 24 лет, издал каталог с подробным описанием 700 двойных звезд. Но и тогда не было сведений о том, есть ли физическая связь между звездами в такой системе.

Маленький компонент «высасывает» газ из большой звезды

Некоторые ученые придерживались точки зрения о том, что двойные звезды зависят от общей звездной ассоциации. Их аргументом был неоднородный блеск составляющих пары. Поэтому складывалось впечатление, что их разделяет значительно расстояние. Для подтверждения или опровержения этой гипотезы потребовалось измерения параллактического смещения звезд. Эту миссию взял на себя Гершель и к своему удивлению выяснил следующее: траектория каждой звезды имеет сложную эллипсоидную форму, а не вид симметричных колебаний с периодом в полгода. На видео можно наблюдать эволюцию двойных звезд.

В данном видеоматериале представлена эволюция тесной двойной пары звезд:


Вы можете поменять субтитры, нажав на кнопку «cc».

Согласно физическим законам небесной механики два связанных гравитацией тела передвигаются по орбите эллиптической формы. Результаты исследования Гершеля стали доказательством предположения о том, что в двойных системах есть связь силы тяготения.

Классификация двойных звезд

Двойные звезды принято группировать на следующие виды: спектрально-двойственные, двойные фотометричные, визуально-двойные. Данная классификация позволяет составить представление о звездной классификации, однако не отражает внутреннюю структуру.

С помощью телескопа можно с легкостью определить двойственность визуально-двойных звезд. Сегодня существуют данные о 70 000 визуально-двойных звезд. При этом только 1% из них точно обладают собственной орбитой. Один орбитальный период может иметь продолжительность от нескольких десятилетий до нескольких веков. В свою очередь, выстраивание орбитального пути требует немалых усилий, терпения, точнейших расчетов и длительных наблюдений в условиях обсерватории.


Зачастую научное сообщество обладает информацией лишь о некоторых фрагментах передвижения по орбите, а недостающие участки пути они реконструируют дедуктивным методом. Не стоит забывать, что плоскость орбиты, возможно, наклонена относительно луча зрения. В данном случае видимая орбита серьезно отличается от реальной. Конечно, при высокой точности расчетов можно рассчитать и истинную орбиту двойных систем. Для этого применяются первый и второй законы Кеплера.

Как только определяется истинная орбита, ученые могут вычислить угловое расстояние между двойными звездами, массу и их период вращения. Нередко для этого используется третий закон Кеплера, который помогает найти и сумму масс компонентов пары. Но для этого нужно знать расстояние между Землей и двойной звездой.

Двойные фотометрические звезды

О двойственной природе таких звезд можно узнать только по периодическим колебаниям из блеска. Во время своего движения звезды такого типа по очереди загораживают друг друга, поэтому их нередко называют затменно-двойными. Орбитальные плоскости данных звезд приближены к направлению луча зрения. Чем меньше площадь затмения, тем ниже блеск звезды. Изучив кривую блеска, исследователь может рассчитать угол наклона плоскости орбиты. При фиксации двух затмений на кривой блеска будут два минимума (снижения). Период, когда отмечаются 3 последовательных минимума на кривой блеска, называют орбитальным периодом.

Период двойных звезд продолжается от пары часов до нескольких суток, что делает его более коротким по отношению к периоду визуально-двойных звезд (оптические двойные звезды).

Спектрально-двойственные звезды


Через метод спектроскопии исследователи фиксируют процесс расщепления спектральных линий, которое происходит в результате эффекта Доплера. Если один компонент является слабой звездой, то в небе можно наблюдать лишь периодическое колебание позиций одиночных линий. Данный метод применяет только тогда, когда компоненты двойной системы находятся на минимальном расстоянии и их идентификация с помощью телескопа осложнена.

Двойные звезды, которые можно исследовать через эффект Доплера и спектроскоп, именуют спектрально-двойственными. Однако далеко не каждая двойная звезда носит спектральный характер. Оба компонента системы могут сближаться и отдаляться друг от друга в радиальном направлении.

Согласно результатам астрономических исследований, большая часть двойных звезд располагаются в галактике Млечный Путь. Соотношение одинарных и двойных звезд в процентах рассчитать крайне сложно.
йствуя через вычитание, можно вычесть количество известных двойных звезд из общего числа звездного населения. В этом случае становится очевидным, что двойные звезды составляют меньшинство. Однако данный метод нельзя назвать очень точным. Астрономам известен термин «эффект отбора». Чтобы зафиксировать двойственность звезд, следует определить их главные характеристики. В этом пригодится специальное оборудование. В ряде случаев, зафиксировать двойные звезды крайне сложно. Так, визуально двойные звезды нередко не визуализируются при значительном расстоянии от астронома. Иногда невозможно определить угловое расстояние между звездами в паре. Для фиксации спектрально-двойственных или фотометрических звезд требуется тщательно измерить длины волн в спектральных линиях и собрать модуляции световых потоков. В этом случае блеск звезд должен быть достаточно сильным.

Всё это резко уменьшает количество звезд, пригодных для изучения.

Согласно теоретическим разработкам, доля двойных звезд в звездном населении варьируется от 30% до 70%.

Источник: v-kosmose.com

1.

Двойные звезды
Презентацию подготовил
Терлюкевич Дмитрий,
Меркушев Иван, Цирук
Владимир
Учащиеся 11”Б”

2.

Двойные звезды – близко расположенные пaры звезд.
Двойные звезды
Оптические
Физические

3.


Оптические звезды состоят из далеких друг от друга в
пространстве звезд, которые случайным образом проектируются
на небесную сферу по лучу зрения.
Физические звезды представляют собой системы близко
расположенных в пространстве звезд, связанных силами
тяготения и обращающихся около общего центра масс.

4. Положение центра масс

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
побеспокить нашу планету, и мы видим,
как движется камень.

5. Блеск двойных звёзд

Часто звезды в парах сильно различаются
по блеску, тусклую звездочку затмевает
блеском яркая.
огда 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.
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.

6.

Физические двойные звезды
Визуально-двойные
Спектрально-двойные
Астрометрически-двойные
Затменно-двойные

7. Визуально-двойные звезды

Это такая пара звезд, которую можно увидеть
при помощи телескопа или сфотографировать

8.


Затменно-двойные — тесные пары, обращающиеся с периодом от
нескольких часов до нескольких суток по орбитам , большая
полуось которых сравнима с самими звездами.
Разность звездных величин в минимуме и максимуме блеска
называется амплитудой
Промежуток времени между двумя последовательными
наименьшими минимумами – периодом переменности.

10.

Астрометрически-двойные звезды — когда одна звезда
не видна, так как очень мала или имеет слабую
светимость, и возмущает правильное движение
соседней.

11. Спектрально-двойные звёзды

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.

Источник: ppt-online.org

Двойные звёзды

Система из двух связанных силами гравитации звёзд называется двойной звёздной системой или просто двойной звездой.

В первую очередь следует подчеркнуть, что не все оптически рядом расположенные две звезды — двойные. Отсюда следует, что звёзды, которые видны на небе близко друг от друга для наблюдателя с Земли, но при этом не связанные гравитационными силами и не имеющими общий центр масс называются оптически двойными. Хороший пример — α Козерога — пара звёзд находятся на огромном расстоянии друг от друга (примерно 580 световых лет), но нам кажется что они рядом.


Физически двойные звёзды обращаются вокруг общего центра масс и связаны между собой силами гравитации. Пример — η (эта) Кассиопеи. По периоду вращения и взаимному расстоянию можно определить массу каждой из звезды. Период вращения имеет внушительный диапазон: от нескольких минут, если речь идёт о вращении карликовых звёзд вокруг нейтронных, до нескольких миллионов лет. Расстояния между звёздами примерно могут быть от 1010 до 1016 м (около 1 светового года).

Двойные звёзды имеют весьма обширную классификацию. Приведу лишь основные пункты:

  • Астрометрические (видно перемещение сразу двух объектов);
  • Спектральные (двойственность определяется по спектральным линиям);
  • Затменно-двойные (из-за разного угла наклона к орбите периодически наблюдается затемнение одной звезды другой);
  • Микролинзированные (когда между системой и наблюдателем есть космический объект с сильным гравитационным полем. По такому методу находятся маломассивные коричневые карлики);
  • Спекл-интерферометрические (по дифракционному пределу разрешения звёзд находятся двойные звёзды);
  • Рентгеновские.

Кратные звёзды

кратные звёзды

Как понятно из названия, если число взаимосвязанных звёзд превышает две, то это кратные звёздные системы или кратные звёзды. Их также разделяют на оптически и физически кратные звёзды. Если число звёзд в системе можно увидеть невооружённым глазом, в бинокль или телескоп, то такие звёзды называются визуально кратными. Если для определения кратности системы требуются дополнительные спектральные измерения, то это спектрально кратная система. И, если же кратность системы определяется по изменению блеска, то это затменно-кратная система. Простой пример тройной звезды показан ниже — это звезда HD 188753 в созвездии Лебедь:

Как видно на изображении выше, в тройной системе есть пара тесно связанных звёзд и одна удалённая с большей массой, вокруг которой и происходит вращение пары. Но чаще удалённая звёзда вращается вокруг пары тесно связанных звёзд, которые представляют собой единое целое. Такая пара называется главной.

Конечно, тремя звёздами кратность не ограничивается. Существуют системы из четырёх, пяти и шести звёзд. Чем кратность больше, тем количество таких систем меньше. Например, звезда ε Лиры представляет собой две пары взаимосвязанные между собой, удалённое друг от друга на большое расстояние. Учёными было приблизительно подсчитано, что расстояние между парами должно в 5 и более раз превышать расстояние между звёздами внутри одной пары.

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.


Кратные звёзды занимают астрономов-наблюдателей не меньше чем дипскай объекты. Особенно красиво звёздные системы выглядят, когда компоненты в них имеют разный цветовой оттенок, например, один из них — красный холодный сверхгигант, а другой — горячая яркая голубая звезда. Есть множество справочников с детальными характеристиками наиболее известных и интересных для наблюдения двойных и кратных звёзд. С частью систем я вас познакомлю в отдельной статье.

Источник: 2i.by


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.