Презентация на тему: Характеристики звезд

Фізичні характеристики зір

Ознайомившись з нашою презентацією,ви:

1.Вимірювання відстаней до зір В астрономії застосовують особливу одиницю виміру відстані до зір — парсек (пк). Зоря, яка перебуває на відстані 1 пк, має паралакс рівний 1". Відповідно, 1 пк = 206 265 а.о. = 30 трлн км. Поряд із парсеком застосовується ще одна особлива одиниця виміру відстані — світловий рік. Він дорівнює відстані, яку світло долає протягом року, тобто 9,46×1012км, або 0,307 пк. Найближчою до Сонця зіркою є Проксима Центавра — червоний карлик 11-ї зоряної величини. Вона має паралакс 0,77", тобто відстань до неї становить 1,3 пк (40 трлн км або 4,3 св.роки).

За методом тригонометричного паралаксу можна визначити лише відстані до найближчих зір. Зокрема, в астрометричному проекті Гіппаркос( супутник для збирання високоточних паралаксів) досягнуто точність виміру параллаксів близько однієї кутової мілісекунди, що дозволяє безпосередньо вимірювати відстані до зір, розташованих ближче 1000 парсек. Однак для віддаленіших об'єктів паралакс настільки малий, що перебуває в межах похибки його вимірювання. Для визначення відстані до них застосовують інші методи.

Відстань до найближчих зір: Зоря Відстань Св.р. пк. Проксима 4,2 1,3 Барнарда 5,9 1,8 Вольф 359 7,5 2,4 Сиріус 8,8 2,6 Росс 154 9,5 2,9 Ерідана 11,0 3,3 Проціон 11,4 3,5 Альтаїр 16,5 5,1 Вега 26,5 8,1 Арктур 36,0 11,0. Капелла 45,0 13,8

2.Видимі зоряні величини Неозброєним оком на небі видно близько 6000 зір. Астрономи античності поділяли їх за яскравістю на шість зоряних величин. Найяскравіші зірки належали до першої величини, найтьмяніші — до шостої. Пізніше, із появою телескопів та розвитком техніки спостережень, постала потреба визначати зоряні величини точніше та розширити діапазон зоряних величин.

Уперше термін «зоряна величина» був уведений для характеристики яскравості зір грецьким астрономом Гіппархом у II ст. до н.е. Тоді астрономи вважали, що зорі розміщені на однаковій відстані від Землі, тому яскравість залежить від розмірів цих світил. Зараз ми знаємо, що зорі навіть в одному сузір'ї розташовуються на різних відстанях, тому видима зоряна величина визначає тільки деяку кількість енергії, яку реєструє наше око за певний проміжок часу.

Видима зоряна величина m визначає кількість світла, що потрапляє від зорі до нашого ока. Найслабкіші зорі, які ще можна побачити неозброєним оком, мають т= +6 т. Сучасні телескопи дозволяють бачити зорі до +28 m . Поряд з зоряними величинами зорі характеризуються їх яскравістю. Яскравість Е фактично визначає освітленість, яку створюють зорі на поверхні Землі, тому величину Е можна вимірювати люксами — одиницями освітленості, які застосовують у курсі фізики. Яскравості двох зір пов'язані з їх видимими зоряними величинами законом Погсона:

3. Абсолютні зоряні величини і світність зорі З курсу фізики відомо, що освітленість, яку створюють джерела енергії, залежить від відстані до них, тому невелика лампочка у вашій кімнаті може здаватися набагато яскравішою, ніж далекий прожектор. Для визначення світності, або загальної потужності випромінювання, астрономи вводять поняття абсолютної зоряної величини М. Зоряну величину, яку мала б зоря на стандартній відстані r0=10 пк, називають абсолютною зоряною величиною M.

Видимі та абсолютні зоряні величини деяких зір:

Світність зорі L визначає потужність випромінювання зорі, тобто кількість енергії, яку випромінює зоря у всьому діапазоні електромагнітних хвиль за 1 секунду. За одиницю світності приймається потужність випромінювання Сонця L c = 4*1026 Вт. Якщо відома абсолютна зоряна величина зорі М, то її світність визначається за допомогою такої формули:

4. Колір і температура зір Температуру зорі можна визначити за допомогою законів випромінювання чорного тіла. Найпростіший метод вимірювання температури зорі полягає у визначенні її кольору. Правда, неозброєним оком можна визначити тільки колір яскравих зір, бо чутливість нашого ока до сприйняття кольорів при слабкому освітленні дуже мала. Колір слабких зір можна визначити за допомогою бінокля або телескопа, які збирають більше світла, тому в окулярі телескопа зорі здаються нам яскравішими.

Колір зорі визначається діапазоном хвиль, на який припадає максимум енергії випромінювання у спектрі зорі. Наприклад, для червоних зір максимум енергії випромінювання припадає на діапазон видимого світла червоного кольору. Для блакитних зір максимум енергії випромінювання припадає на діапазон видимого світла синього та фіолетового кольору та невидимого ультрафіолетового світла.

За температурою зорі розділили на 7 спектральних класів (Гарвардська класифікація), які позначили літерами латинської абетки: О, В, A, F, G, К, М. Для запам'ятовування зручно використати англійську приказку: «Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me» — «будь гарною дівчиною, поцілуй мене».

Звичайно у спектрі кожної зорі є темні лінії поглинання, які утворюються в розрідженій атмосфері зорі та в атмосфері Землі й показують хімічний склад цих атмосфер. Виявилося, що всі зорі мають майже однаковий хімічний склад, бо основні хімічні елементи у Всесвіті — Гідроген та Гелій, а основна відмінність різних спектральних класів обумовлена температурою зоряних фотосфер.

5. Розміри зір Для визначення радіуса зорі не можна використати геометричний метод, бо зорі розташовуються настільки далеко від Землі, що навіть у великі телескопи ще до недавнього часу неможливо було виміряти їхні кутові розміри — усі зорі мають вигляд однакових світлих точок. Для визначення радіуса зір астрономи викорис­товують закон Стефана—Больцмана, порівнюючи світність і температуру зорі із світністю та температурою Сонця:

Як з'ясували вчені, розміри зір коливаються у досить великих межах. Є зорі, за розмірами такі ж, як наше Сонце – це звичайні зорі. Деякі зорі значно меші Сонця і рівні за розмірами Землі – це карлики. Є нейтронні зорі, радіус яких сягає кількох десятків кілометрів! Однак є зорі-гіганти і надгіганти, в тисячі і десятки тисяч раз більші за розмірами, ніж наше Сонце.

6. Діаграма спектр-світність

Дякуємо за увагу!

Запитання на розгорнуту відповідь: 1. Як в астрономії називають одиницю виміру відстані до зір? 2. Назвіть іншу одиницю виміру, яка дорівнює відстані, яку світло долає протягом року? 3. Найближчою до Сонця зіркою є ……? 4. Уперше термін «зоряна величина» був уведений для характеристики яскравості зір грецьким астрономом……….? 5.Від чого залежить освітленість яку створюють джерела енергії?

6.Охарактеризуйте дослідження Гіппарха. 7. Для визначення радіуса зір астрономи викорис­товують закон…?(сформулюйте закон і укажіть,будь-ласка, формули.) 8. Що називають діаграмою Герцшпрунга—Рессела? 9. Наведіть деякі дані про супутник Сиріус. 10. Розкажіть про червоних гігантів.