Портретная галерея цветных звезд

Реферат по астрономии

на тему:

Портретная галерея цветных звезд

Выполнила ученица 11 в класса

лицея №60

Павлик Елена

Пройдёмся по портретной галерее звёзд и посмотрим сначала на типичные лица рядовых обитателей звёздной вселенной, а затем на портреты некоторых звёздных зна­менитостей.

Вот висят рядом два портрета, и в одном из них мы улавливаем знакомые черты, — это как будто наше Солн­це. Тот же жёлтый цвет, тот же спектральный класс и температура 6000°. Даже светимость, масса, плотность и размер у этой звезды почти те же, но, увы, подпись под портретом говорит нам, что это не Солнце, а звезда а Центавра А. В складе портретов звёзд, накопленных астрономией, лежат целые груды точно таких же портре­тов, однако все с разными подписями, указывающими имя оригинала, но если подписи перепутаются и одна этикетка пристанет к чужому портрету, то ничего страш­ного не произойдёт. Эти звёзды настолько «все на одно лицо», что их собственные «дети» — планеты не могли бы их отличить друг от друга. Личность нашего Солнца оказывается столь обыденной, что к нему можно было бы потерять всякий интерес, если бы мы не имели удовольствия ежедневно пользоваться его теплом и светом.

Поднимем ещё раз наш разочарованный взор на порт­рет, и мы заметим, что это собственно лишь половина портрета звезды и нашей ближайшей соседки в простран­стве  Центавра. Потому-то под этой половинкой и подписано  Центавра А. Рядом, под другой половинкой написано  Центавра В, — ведь  Центавра — это двой­ная звезда.

Со второй половинки портрета на нас смотрит звезда почти такого же веса, чуть более лёгкая (на 15%) и впя­теро менее яркая. Если её компаньонку причислить по цвету ее оболочки, так сказать, к жёлтой расе звёзд, то саму её надо назвать краснокожей. Густооранжевый цвет её поверхности (её «кожи») вполне соответствует её спектральному классу К5 и более низкой темпера­туре: 4000°. Диаметр звезды составляет 3/4 солнечного, а средняя плотность немного больше, чем у воды, но меньше, чем у Солнца. Из общей подписи к этим порт­ретам мы узнаём, что период обращения этих двух звёзд составляет 78,8 года — немного больше, чем у Урана в солнечной системе, а большая полуось взаимной орбиты в 23,3 раза больше, чем расстояние от Земли до Солнца, т. е. опять-таки того же порядка, что расстояние между Солнцем и Ураном. Однако здесь не огромное Солнце и планета, а пара почти одинаковых солнц. Орбита спут­ника —  Центавра В — относительно главной звезды, имеющая эксцентриситет 0,51, более вытянута, чем ор­биты больших планет в нашей солнечной системе, и больше похожа на орбиты короткопериодических комет. Плоскость орбиты наклонена к лучу зрения всего на 11°, что орбита видна «нам в сильном раккурсе. Мы знаем, в какой части орбиты спутник движется на нас и в каком месте своего пути он от нас удаляется, помимо того, что вся система в целом (её центр тяжести) приближается к нам со скоростью 22 км/сек. Однако с такой же ско­ростью (точнее, 23 км/сек) она движется в поперечном направлении, так что в итоге по отношению к нам си­стема а Центавра летит «вкось» под углом 45° со ско­ростью 31 км/сек.

Под портретом а Центавра у стены прислонён, как вы замечаете, ещё какой-то маленький портретик. «Видите ли, — объясняет вам заведующий этой «портретной га­лереей», — тут у нас висят семейные портреты, и я не знаю, нужно ли рядом с портретом четы  Центавра по­весить этот портрет «Ближайшей Центавра».

Дело в том, что она к нам ближе, чем  Центавра всего лишь на две световые недели и движется сейчас в пространстве в том же направлении и с той же ско­ростью, как  Центавра, но на небе она отстоит от неё больше чем на 2 градуса. Значит, в пространстве расстоя­ние между ними составляет около одной тридцатой того расстояния, на каком мы сами находимся от  Центавра.

Вы помните, что последнее составляет 4,3 светового года. Несомненно, что они чувствуют некоторое взаимное тяготение, и их дружное движение едва ли случайно. Быть может, между ними была когда-то более тесная связь, может быть, они соединены узами родства, т.е. когда-то и где-то вместе родились, но трудно быть уве­ренным в том, что Ближайшая есть далёкий спутник -Центавра и обращается вокруг неё по огромной орбите с периодом в тысячи лет. Может быть, наблюдаемая общность их движения аналогична параллельному прямо­линейному движению многих звёзд в группе Гиад и не представляет собой движения компонентов двойной звезды по криволинейной орбите с такой малой кривиз­ной, что последнюю невозможно обнаружить за короткий срок наших наблюдений».

Рассмотрите портретик Ближайшей Центавра, если хотите. Он мал, потому что в нашей галерее портреты звёзд писаны, если и не в «натуральную величину», то во всяком случае с сохранением относительных пропорций. Этот портрет тоже один из огромнейшего множества ему подобных и типичен для звёзд, называемых красными карликами. Правда, среди известных этот карлик превы­шает «ростом» только звезду «Вольф 359» и ещё мало \ изучен, но раз уж он попался и достаточно типичен, то не стоит обращаться к другим портретам из-за того, что художник может быть не совсем точно воспроизвёл черты оригинала.

Ближайшая Центавра имеет светимость в 15000 раз меньше солнечной, и масса её в семь раз меньше, чем у Солнца. Она густокрасного цвета, спектрального класса М, с температурой всего лишь в 3000°. Если бы мы заме­нили ею Солнце, то она освещала бы нас красным светом, только в 30 раз более сильным, чем свет полной Луны. Диаметр Ближайшей Центавра в шесть раз меньше сол­нечного или всего в полтора-два раза больше, чем диа­метр Юпитера, крупнейшей из 'наших планет. Средняя плотность этого красного карлика почти в пятьдесят раз больше плотности воды. Если бы это вещество было жидкостью, то в ней, как пробки, могли бы плавать куски железа и чугуна, утюги и паровозы. Однако это не жидкость, а очень сжатый газ, который в недрах звезды имеет гораздо большую плотность, а в атмосфере её он почти так же разрежен, как и в атмосфере нашего Солнца.

«Пойдёмте во двор, — говорит заведующий, — я по­кажу вам писанный в том же масштабе портрет звезды, столь же холодной и «краснокожей» и того же спектраль­ного типа М. Её зовут Бетельгейзе или а Ориона и её портрет не умещается в галерее». И правда, после порт­рета Ближайшей Центавра, который вы смотрели, держа в руках, вам приходится теперь задрать голову высоко вверх, чтобы увидеть верхний край круга, изобра­жающего Бетельгейзе. Портрет нашего Солнца был раз­мером с человеческое лицо, а портрет Бетельгейзе воз­вышается на 60 м, достигая верхним краем двадцатого этажа!

Огромное тело Бетельгейзе больше, чем у Солнца, в 300 раз по диаметру и в 27 000 000 по объёму. Но оно массивнее Солнца всего лишь в 15 раз. Поэтому вещество Бетельгейзе, не в пример веществу Солнца, с его плот­ностью, в 11/2 раза большей плотности воды, очень лёгкое.

Нельзя сказать, что оно лёгкое как пух, потому что оно в полтора миллиона раз легче воды, несравненно легче пуха и в полторы тысячи раз легче комнатного воздуха! Наполнив таким веществом объём Большого театра и сжав затем это вещество в объёме спичечной коробки, вы бы могли свободно положить такую коробку в карман, не рискуя порвать его подобной тяжестью. По светимости, в 2600 раз большей, чем у Солнца, по гигантскому размеру, по ничтожной плотности и лишь в ма­лой степени по массе от­личается краснокожая Бе­тельгейзе от Ближайшей Центавра, на которую она похожа по своему цвету, спектру и темпера­туре.

Вы можете задержаться взглядом на пор­трете «желтолицей» Капеллы. Она тоже жёлтая и остальные признаки у неё те же, но она опять-таки отли­чается от Солнца тем, что она — жёлтый гигант, тогда как Солнце — жёлтый карлик.

Как и  Центавра, Капелла, собственно говоря, не звезда, а система двух звёзд. Легко наблюдаемая спек­трально, она находится на пределе «разрешения» для сильнейших в мире телескопов. Период обращения си­стемы составляет 104 дня 2 часа 34 минуты; орбита, почти круговая, имеет радиус лишь немногим меньше радиуса земной орбиты.

Мы получим модель Капеллы, если вместо Солнца по­местим такую же жёлтую звезду с массой, в 4,2 раза большей солнечной, и диаметром, в 12 раз большим сол­нечного, а Землю заменим другим солнцем с диаметром, в 7 раз большим солнечного, с массой, в 3,3 раза большей нашего Солнца, и на 1000° более горячим. Новое Солн­це— жёлтый гигант в 110 раз ярче нашего, а его спутник в 69 раз ярче. Средняя плотность обеих звёзд — жёлтых гигантов вдвое больше плотности комнатного воздуха. Поперечная скорость системы —33 км/сек, лучевая ско­рость — 30 км/сек (удаление), так что её полная про­странственная скорость относительно солнечной системы составляет 45 км/сек.

Жёлтые гиганты тоже гораздо малочисленнее, чем жёлтые карлики.