§ 26. Нестационарные звезды — Астрономия, 11 класс

Переменность бывает разной

Переменная звезда меняет наблюдаемый блеск. При физической переменности меняются процессы в самой звезде или в окружающем взаимодействующем веществе. При затменной переменности причина геометрическая: один компонент закрывает другой.

Кривая блеска — зависимость потока или звёздной величины от времени. Период — интервал повторения, амплитуда — размах изменения по выбранному определению. Нужно уточнять, показана ли полная разность максимума и минимума или половина размаха. Величина m растёт, когда объект становится слабее.

Прежде чем объяснять кривую, проверь направление шкалы и тип переменности.

Пульсирующие звёзды и цефеиды

Пульсации меняют радиус, температуру и светимость. У цефеид периодическая перестройка внешних слоёв связана с изменением непрозрачности вещества при ионизации. Это не вращение светящейся точки по орбите.

Для цефеид существует откалиброванная зависимость периода и светимости: более длиннопериодические классические цефеиды в среднем мощнее. По периоду оценивают абсолютную величину, сравнивают с видимой и находят расстояние. Нужны поправки на поглощение, выбор диапазона и правильную популяцию переменных.

Цефеида служит индикатором расстояния после калибровки, а не по одному факту мерцания.

Новые и сверхновые

Классическая новая возникает в тесной двойной системе: белый карлик накапливает водород от компаньона, и на его поверхности происходит термоядерная вспышка. Обычно белый карлик сохраняется; событие может повториться после нового накопления.

Сверхновые гораздо более разрушительны. Коллапс ядра массивной звезды может оставить компактный остаток. Термоядерная сверхновая типа Ia связана с разрушением белого карлика в системе; это другой механизм. Нельзя утверждать, что любая сверхновая обязательно оставляет нейтронную звезду.

Новая и сверхновая различаются механизмом и судьбой исходного объекта.

Пульсар и чёрная дыра

Нейтронная звезда — чрезвычайно плотный компактный остаток. Если её магнитная ось наклонена к оси вращения и луч излучения пересекает Землю, наблюдаются импульсы: это модель маяка пульсара. Импульсы связаны с вращением, а не с регулярным взрывом всей звезды.

Чёрная дыра имеет горизонт событий, из-за которого свет не может выйти наружу. Её обнаруживают по влиянию на окружающее вещество и свет. Для невращающегося объекта радиус Шварцшильда Rₛ = 2GM/c². Чёрная дыра той же массы на большом расстоянии не притягивает сильнее обычного тела той же массы.

Компактность меняет близкую геометрию, но не делает тяготение безграничным повсюду.

Сначала предскажи — потом проверь

Чёрная дыра заменила звезду той же массы. На далёкой орбите притяжение резко выросло?

Разберём задачу

Пульсар даёт импульс каждые 0,1 с. Какова частота повторения?

Сначала выбери физическую связь и условия её применения. Сделай собственный расчёт или объяснение, затем открой разбор.

Показать решение и проверку

ν = 1/T = 1/0,1 = 10 Гц. В простой модели один наблюдаемый импульс за оборот означает 10 оборотов в секунду. При двух видимых пучках связь числа импульсов с периодом вращения требует дополнительной проверки.

Шесть опорных идей

01Прежде чем объяснять кривую, проверь направление шкалы и тип переменности.

02Цефеида служит индикатором расстояния после калибровки, а не по одному факту мерцания.

03Новая и сверхновая различаются механизмом и судьбой исходного объекта.

04Компактность меняет близкую геометрию, но не делает тяготение безграничным повсюду.

05Крабовидная туманность связана со сверхновой, наблюдавшейся в 1054 году; внутри расположен пульсар.

06Зависимость периода и светимости цефеид связана с работами Генриетты Ливитт и стала важной ступенью шкалы расстояний.

Попробуй теперь ответить своими словами: Как по изменению света узнать, пульсирует звезда или происходит взрыв?

ПАРАГРАФ 26Нестационарные звезды

Узнай механизм по кривой блеска