Основные характеристики звезд

Звезда – пространственно обособленный, гравитационно связанный, непрозрачный для излучения космический объект, в котором в значительных масштабах происходили, происходят или будут происходить термоядерные реакции превращения водорода в гелий.

Планета – небесное тело, обращающееся вокруг звезды или остатка звезды, достаточно массивное, чтобы приобрести сферическую форму под действием собственной гравитации, и своим воздействием удалившее малые тела с орбиты, близкой к собственной, но при этом в его недрах не происходят и никогда не происходили реакции термоядерного синтеза.
Именно термоядерные реакции являются отличительной особенностью звезд.

Определение расстояний до звезд
Расстояние до звезд может быть измерено по параллактическому смещению.
Годичный параллакс звезды – угол, под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты, перпендикулярную направлению на звезду.

Расстояния до звезд: единицы измерения
Парсек – расстояние, на котором параллакс звезд равен 1 угловой секунде (1’’).
Световой год – расстояние, которое свет проходит за 1 год.
1 пк = 206 265 а.е. = 3,26 св. лет
1 св. год = 9.46 · 1012 км

Видимая яркость звезд
Светимость – полная энергия, излучаемая звездой в единицу времени.
Светимость выражается либо в абсолютных (Вт), либо в относительных (светимость Солнца) единицах.

Видимая яркость звезд
Звезды сравнивают между собой, рассчитывая их светимость для одного и того же стандартного расстояния – 10 пк.
Видимая звездная величина, которую имела бы звезда, если бы находилась от нас на расстоянии 10 пк, получила название абсолютной звездной величины.

Звездная величина
Единица измерения блеска – звездная величина.
Блеск звезд, имеющих звездные величины, отличающиеся на единицу, различается в 2,512 раза.

Спектральные характеристики звезд
Цвет любого нагретого тела (в частности, звезды) зависит от его температуры.
Закон Вина:
Длина волны, на которую приходится максимум интенсивности излучения, обратно пропорциональна температуре тела.

Спектральные классы

Диаграмма «спектр - светимость»
(диаграмма Герцшпрунга - Рассела)

Определение массы звезд
Различают оптические и физические двойные звезды:
Оптические двойные звезды – звезды, которые видны вблизи, но пространственно удалены друг от друга.
Физические двойные звезды – звезды, расположенные рядом и обращающиеся вокруг общего центра масс.
Масса может быть определена только для случая физических двойных звезд. Массу одиночных звезд определяют из соотношения «масса-температура», которое устанавливается на основе данных о двойных звездах.

Определение массы звезд
Если измерить большую полуось орбиты, по которой одна звезда двойной системы обращается вокруг второй, и ее период обращения, то на основании третьего закона Кеплера можно записать:
Изучая движение каждой из звезд по отдельности, можно записать второе уравнение для определения массы компонент двойной системы:

Двойные звезды
Если вращение пары звезд вокруг общего центра масс удается наблюдать в телескоп, такие звезды называют визуально-двойными.
Если «двойственность» звезды устанавливается только на основании наблюдаемых изменений в спектре излучения, такую систему называют спектрально-двойной.

Спектрально-двойные звезды
Данные о движении двойных звезд можно получить из наблюдений раздвоения спектральных линий, наблюдаемого из-за эффекта Доплера.
В случае, когда одна из звезд превосходит по яркости другую, вместо раздвоения наблюдается смещение линий в спектре.

Затменно-двойные звезды
Если наблюдатель находится в плоскости орбиты спектрально-двойной звезды, ее компоненты будут поочередно затмевать друг друга.
Такие звезды называются затменно-двойными, или алголями − по названию наиболее известной звезды этого типа (β Персея).