Выполнила ученица 11 в класса

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 a Центавра. Потому-то под этой половинкой и подписано a Центавра А. Рядом, под другой половинкой написано a Центавра В, — ведь a 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 — a 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 a Центавра по­весить этот портрет «Ближайшей Центавра».

Дело в том, что она к нам ближе, чем a Центавра всего лишь на две световые недели и движется сейчас в пространстве в том же направлении и с той же ско­ростью, как a 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 a 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 a-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 a 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.