Астрофизика Лекции 5-6

Содержание

Слайд 2

Na I Hβ Спектральная классификация звезд Hγ Hδ Hε Hα K+H

Na I

Hβ

Спектральная классификация звезд

Hγ

Hδ

Hε

Hα

K+H
Ca II

Continuum
30-60 kK
10-30 kK
7.5-10 kK

6-7.5 kK
5-6 kK
3.5-5 kK
2-3.5 kK

O5 V
B1 V
A1 V
F3 V
G2 V
K2 V
M0 V

Примеры спектров

Teff, kK

Бальмеровские линии

Слайд 3

Спектры звезд: одномерная классификация Энн Кэннон, Гарвард, 1900-е Классы: O-B-A-F-G-K-M Вдоль

Спектры звезд: одномерная классификация

Энн Кэннон, Гарвард, 1900-е
Классы: O-B-A-F-G-K-M
Вдоль последовательности ПАДАЕТ Teff
Классы

делятся на 10 подклассов
Физическое основание – непрерывная зависимость интенсивности спектральных линий разных химических элементов от температуры
Спектральный класс определяется по отношению пар линий
Слайд 4

Основные спектральные особенности O Линии He II и высокоионизованных атомов B

Основные спектральные особенности

O Линии He II и высокоионизованных атомов
B Линии He

I и низкоионизованных атомов, H
A Интенсивные линии Бальмеровской серии водорода
F Линии нейтральных атомов и металлов низкого
возбуждения
G Линии нейтральных металлов
K Линии нейтральных металлов, молекулярные полосы
M Широкие молекулярные полосы (TiO и др.)
С температурой как у K-M звезд:
C Углеродные звезды – полосы C2, CN, CO
S В спектре тяжелые элементы (ZrO, YO, LaO)
Слайд 5

Диаграмма «спектр-светимость» В начале ХХ века была установлена зависимость между видом

Диаграмма «спектр-светимость»

В начале ХХ века была установлена зависимость между видом

спектра звезды и ее светимостью (диаграмма «спектр-светимость» или «температура -абсолютная величина»).
Положение каждой звезды на диаграмме определяется ее физической природой и стадией эволюции.
Слайд 6

Диаграмма спектр-светимость (Герцшпрунга-Рассела; цвет-абсолютная величина) 7 классов светимости: Ia,Ib сверхгиганты (SG,

Диаграмма спектр-светимость (Герцшпрунга-Рассела; цвет-абсолютная величина)

7 классов светимости:
Ia,Ib сверхгиганты (SG, СГ)

II яркие гиганты (BG)
III гиганты (G, RG, КГ)
IV субгиганты (SG)
V карлики, главная
последовательность
(MS, ГП)
VI субкарлики (SD)
VII белые карлики
(WD, БК)
Голубым цветом показаны области
пульсирующих звезд (полоса нестабильности).

VII-WD

VI-SD

V-MS

IV-SubG

III-G

II-BG

Ia
Ib-SG

Слайд 7

Вид спектра для звезд разных классов светимостей Гигант Звезда ГП Сверхгигант

Вид спектра для звезд разных
классов светимостей

Гигант

Звезда ГП

Сверхгигант

Класс светимости звезды можно установить по ширине спектральных линий: линии уже в спектрах сверхгигантов и шире у звезд-карликов. Это связано с различием физических условий в атмосферах звезд
разных светимостей.
Слайд 8

HIPPARCOS (van Leeuwen, 2007) Диаграмма абсолютная величина HP – цвет (B-V)J

HIPPARCOS (van Leeuwen, 2007) Диаграмма абсолютная величина HP – цвет (B-V)J

Подавляющее

большинство (> 90%)
звезд – карлики (ГП, V)

Современный вид
диаграммы «цвет-
светимость» по
заатмосферным
наблюдениям.

Слайд 9

Таким образом, двумерная спектральная классификация звезд характеризует не только температуру звезды,


Таким образом, двумерная спектральная
классификация звезд характеризует не только


температуру звезды, но и ее светимость:
Солнце – G2 V - звезда главной последовательности,
имеющая температуру 5800К;
Спутник Сириуса – А5 VII – белый карлик, Т=10000К
Бетельгейзе – М2 I – сверхгигант, Т= 3000К
Слайд 10

Двойные звезды Двойные звезды – гравитационно связанные звезды, вращающиеся вокруг центра

Двойные звезды

Двойные звезды – гравитационно связанные звезды, вращающиеся вокруг центра

масс системы.

.

Можно измерять относительные
орбиты (рис. в; обратите внимание, что это видимый эллипс – фокус, в котором находится более яркая звезда, смещен при проекции на картинную плоскость). Однако для получения индивидуальных значений масс компонент необходимо измерить абсолютные орбиты (рис. б). В обеих случаях необходимо преобразовать видимые эллипсы в истинные.

Слайд 11

Двойные звезды Двойные звезды – гравитационно связанные звезды, вращающиеся вокруг центра

Двойные звезды

Двойные звезды – гравитационно связанные звезды, вращающиеся вокруг центра

масс системы. Разделение на типы - по методу наблюдений.

Визуальные двойные звезды – компоненты системы разреша-ются приемной аппаратурой. Измеряются: угловое расстоя-ние между звездами и позици-онный угол.
На рисунке приведена видимая орбита (проекция истинной!) для α Центавра.

Слайд 12

Двойные звезды Геометрические преобразования наблюдаемой орбиты в истинную позволяют применить 3

Двойные звезды

Геометрические преобразования наблюдаемой орбиты
в истинную позволяют применить 3

закон Кеплера и
вычислить сумму масс звезд:
(M1+M2) = 4π2 a3/G Р2,

где а и Р –большая полуось относительной орбиты и период соответственно.
Для определения индивидуальных масс необходимо определить большие полуоси орбит каждой звезды, и тогда:
М1а1+М2а2 = 0, а = а1+а2

Слайд 13

Двойные звезды Спектральные двойные – компоненты не видны в отдельности. Движение

Двойные звезды

Спектральные двойные –
компоненты не видны в
отдельности. Движение


выявляется только по
смещению линий в спектре
(эффект Доплера).

Вид кривой лучевых скоростей
зависит от формы орбиты и ее ориентации в пространстве.
Скорость центра масс двойной системы может быть отлична от 0.

Слайд 14

К наблюдателю Картинная плоскость i Для спектральных двойных наблюдаемая величина скорости

К наблюдателю

Картинная
плоскость

i

Для спектральных двойных
наблюдаемая величина скорости
и полуоси орбиты,

являются
проекцией истинных величин
на луч зрения, что приводит
к определению только
нижних границ масс звезд:
М1sin3i и M2sin3i

Разные орбиты
дают одинаковые
по величине
проекции на луч
зрения

asini

Слайд 15

Двойные звезды Затменные двойные звезды – компоненты не видны в отдельности.

Двойные звезды

Затменные двойные звезды –
компоненты не видны в отдельности. Орбита


так ориентирована в
пространстве, что
происходят затмения.
В этом случае надежно определяется угол между картинной плоскостью и орбитой (i ≈ 90º), что дает возможность в комбинации
со спектральными наблюдениями определить массы звезд.
Слайд 16

Двойные звезды Кроме определения масс звезд наблюдения затменных позволяют вычислить радиусы

Двойные звезды

Кроме определения масс звезд наблюдения затменных позволяют вычислить радиусы

и светимости компонент по продолжительности
затмений и глубинам минимумов.
Слайд 17

L∝ Mα . Зависимость «масса-светимость» для звезд ГП зависимости «масса-светимость» :

L∝ Mα .

Зависимость «масса-светимость» для звезд ГП

зависимости «масса-светимость» :

Для некоторых


двойных звезд
можно точно
определить массы,
радиусы,
температуры
и светимости.
Эти данные
использовались
для получения
эмпирической

L / L?

M / M?

MV

Разделенные затменные системы B6-M
OB затменные системы
Спектрально-двойные системы
Визуально двойные звезды

L ∝ Mα

Для всего диапазона масс в среднем α=3.5.

Однако, как для малых, так и для больших масс значение α меньше.

Слайд 18

Особые случаи в тесных двойных системах (ТДС) На рисунке представлено решение

Особые случаи в тесных двойных системах (ТДС)

На рисунке представлено

решение ограниченной задачи трех тел (в плоскости орбиты).

В случае, если размеры
компонент в двойной системе сравнимы с расстоянием между ними, взаимодействия между звездами могут привести к существенным изменениям как формы звезд, так и их физических характеристик.

Слайд 19

Особые случаи в ТДС Гравитационное поле вращающейся тесной двойной системы определяет

Особые случаи в ТДС

Гравитационное поле вращающейся тесной двойной системы определяет

положение так называемой внутренней критической эквипотенциальной поверхности Роша. Ее форма и положение точки L1, называемой либрационной, зависят от отношения масс компонентов.
Размеры внутренней критической поверхности Роша определяют верхние возможные границы размеров динамически устойчивых компонентов двойной системы. Более массивная компонента в процессе эволюции может заполнить свою критическую полость, что приведет к передаче вещества спутнику
и потере вещества системой в целом.
Слайд 20

Особые случаи в ТДС. 1 В случаях эллиптичной орбиты наблюдается вращение

Особые случаи в ТДС. 1

В случаях эллиптичной орбиты наблюдается вращение

орбиты в ее плоскости (вращение линии апсид – большая ось орбиты), проявляющееся в периодическом (Т››Рорб) смещении вторичного минимума. Скорость вращения зависит от степени концентрации массы звезды к центру; в пределе точечные массы к такому эффекту не приводят.
Таким образом, в уравнения движения вводится параметр, связанный с распределением вещества по радиусу звезд.
Слайд 21

Особые случаи в ТДС. 2 У некоторых затменных звезд как перед

Особые случаи в ТДС. 2

У некоторых затменных звезд как перед

главным минимумом (затмевается более яркая компонента), так и сразу после него на кривой лучевых скоростей наблюдается резкое увеличение, а затем уменьшение скорости, причем величина скорости систематически больше, чем это следует из законов Кеплера.
На рисунке представлена двойная система с холодной компонентой, спектральные линии которой из-за низкой светимости не наблюдаются (в момент 2 она затмевает более яркую звезду)
Слайд 22

Особые случаи в ТДС. 2 Это явление связано с тем, что

Особые случаи в ТДС. 2

Это явление связано с тем, что

вблизи затмения мы наблюдаем только часть диска звезды. Осевое вращение звезды и приводит к тому, что в формировании спектра преобладает то удаляющаяся от нас полусфера (перед затмением), то приближающаяся (после него).
Примечание: скорость осевого вращения можно измерить и у одиночных звезд по уширению спектральных линий. Однако, уширение вызывается несколькими факторами, которые не всегда можно разделить. Кроме этого, не определяется наклон оси вращения звезды – скорость мы получаем в виде Vsini.
Слайд 23

Особые случаи в ТДС. 3

Особые случаи в ТДС. 3


Слайд 24

Слайд 25

Планеты у других звезд (ТДС. 4) Современная техника наблюдений позволяет определять

Планеты у других звезд (ТДС. 4)

Современная техника наблюдений позволяет определять

лучевые скорости с точностью до единиц метров в секунду: таким образом появилась возможность обнаружения маломассивных спутников звезд – планет.
В основном, это планеты с массами, в сотни раз больше массы Земли, расположенные близко к звездам солнечного типа («горячие Юпитеры»).
Не менее перспективным является метод, основанный на измерении ослабления блеска звезды при прохожде-нии планеты по ее диску: именно так запланирован космический эксперимент «Кеплер»(2009-2011гг.), итогом которого предполагается обнаружение тысячи массивных планет и сотен планет, с массами, близкими к земной.
Слайд 26

Планеты у других звезд

Планеты у других звезд

Слайд 27

Планеты у других звезд Время (в долях периода) Поток Наблюдаемые кривые

Планеты у других звезд

Время (в долях периода)

Поток

Наблюдаемые
кривые

блеска
для двух звезд
в результате
покрытия
диска звезды
планетой.
Слайд 28

Желтыми кружками представлены звезды, зелеными – планеты. Массы планет даны в

Желтыми кружками представлены звезды, зелеными – планеты. Массы планет даны

в массах Юпитера. Несколько планет на одной горизонтали – планетная система одной звезды.
Слайд 29

Orbital semimajor axis (A.U.)

Orbital semimajor axis (A.U.)

Слайд 30

Слайд 31

Планеты у других звезд. (ТДС. 4) Определение химсостава звезд с планетами

Планеты у других звезд. (ТДС. 4)

Определение химсостава звезд
с планетами

показало, что в основном это звезды с большим содержанием тяжелых элементов, относя-щиеся к молодому населению диска
нашей Галактики.
Слайд 32

Черная дыра в центре Галактики (ТДС. 5) Наблюдения центра нашей Галактики

Черная дыра в центре Галактики (ТДС. 5)

Наблюдения центра
нашей Галактики в


ближнем ИК-диапазоне,
на 10-м телескопе Keck.
Слайд 33

Черная дыра в центре Галактики. (ТДС. 5) Орбиты звезд вокруг черной дыры в центре нашей Галактики.

Черная дыра в центре Галактики. (ТДС. 5)

Орбиты звезд вокруг черной

дыры в центре нашей Галактики.
Слайд 34

Черная дыра в центре Галактики (ТДС. 5) Орбита ближайшей к ЧД

Черная дыра в центре Галактики (ТДС. 5)

Орбита ближайшей к ЧД

звезды и кривая ее лучевой скорости дают массу ЧД и расстояние до центра Галактики: Мчд=4.1±0.6•106М0 и R0=8.0±0.4кпк.
Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Зависимость масса-абсолютная болометрическая звёздная величина gо данным о спектрально-двойных (крестики) и

Зависимость масса-абсолютная
болометрическая звёздная величина
gо данным о спектрально-двойных
(крестики) и

визуально-двойных (точки) звёздах.
Три точки внизу, в стороне от остальных, - белые
карлики - компоненты двойных. По оси абсцисс
отложены в логарифмической шкале массы звезд,
выраженные в единицах массы Солнца .
Слайд 38

__________ ______

__________

______

Слайд 39

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

Двойные звезды

Двойные звезды

Слайд 43

2009 08 06 - начало частных фаз затмения 2009 12 21

2009 08 06 - начало частных фаз затмения
2009 12 21 -

начало полного затмения
2010 08 01 - середина затмения
2011 03 12 - окончание полного затмения
2011 05 15 - окончание частных фаз затмения
Следующее затмение произойдет осенью 2036 года
- Предыдущая
Астрофизика Лекции 3-4.
Следующая -
Определение температур и радиусов звезд

Похожие презентации

Формирования социального государства в России
Этапы развития художественной культуры
Новая Концепция Таможенного регулирования Внешне экономической деятельности Майстренко Денис Т-115
Мир камней
Путешествие в сказку - презентация для начальной школы_
Презентация Функции государства
Делова карьера менеджера
Meine sommerfeiren
Допинг. От античности до генных технологий XXI века
Категоризация культур
Основные элементы языка программирования
Происхождение славян. Восточные славяне в древности
Родительское собрание в 1 классе «ПРОБЛЕМЫ АДАПТАЦИИ ПЕРВОКЛАССНИКОВ В ШКОЛЕ»
Стекло — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике чело
Понятие и сущность знаний, умений и навыков Поэтапное формирование умственных действий и понятий
АДМИНИСТРАТИВНО-ПРАВОВЫЕ НОРМЫ Выполнили: Белоусова Саша и Маслова Юля
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский колледж управления и экономики «Александровский лицей» Статистика населения
История марийской письменности
Развитие ловкости у детей с нарушениями опорнодвигательного аппарата
Презентация "Экономическое развитие Российской империи" - скачать презентации по Экономике
Прощай, Азбука - презентация для начальной школы
Организационные и программно-нормативные основы юношеского спорта
Стройка. Профессии на стройке
Спортивно-оздоровительные выезды студентов «Поезд здоровья – 2018»
Sun SPARC station (SunOS и Solaris)
Russia – Chapter 9
Умножение многочлена на одночлен. А – 7 урок 1
Устройство компьютера
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть