Cu ochiul liber, și cu atât mai mult când observați cu binoclul sau un telescop, este ușor de observat că stelele diferă prin culoare. Culoarea stelelor este determinată în mare măsură de temperatura suprafeței vizibile a acestora. Deci, temperatura de suprafață a stelelor albastru-alb destul de rare de tip T, Orion este de aproximativ 40.000 K, iar cele mai reci, stele roșii închise sunt de aproximativ 3.000 K. Un exemplu al acesteia este steaua Cepheus, care a fost numită pentru culoarea ei intensă de roșu închis "Stea de rodie". Desigur, există atât stele mai calde, cât și mai reci, dar mult mai rar. Culorile câtorva dintre cele mai strălucitoare stele sunt prezentate în tabel; Este adevărat, pot exista discrepanțe în determinarea nuanțelor culorii stelelor, deoarece acest lucru depinde de echipament și de viziunea observatorului. În general, este foarte dificil pentru ochiul liber să determine culoarea stelelor slabe, în timp ce în fotografii se disting ușor. Fără îndoială, culoarea stelelor este mult mai ușor de determinat atunci când observați cu un telescop cu o diafragmă mare. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că observatorii percep culoarea în mod diferit: la unii ochi este mai sensibil la razele albastre și este dificil să se distingă între stelele roșii sau invers. S-a remarcat, de asemenea, că stelele roșii par mai strălucitoare cu cât se uită la ele (cercetătorii stelelor variabile provoacă dificultăți deosebit de mari). Stelele duble arată adesea combinații de culori foarte interesante, dar în multe privințe este un fel de iluzie optică, generată de efectul de contrast.
Clase spectrale
În cataloagele cu stele, de obicei împreună cu alți parametri, sunt indicate clase spectrale, care sunt determinate de prezența în spectrul stelar a unei anumite linii de absorbție și de intensitatea acesteia. Și întrucât aceste caracteristici ale spectrului depind de temperatura de suprafață a stelei și de prezența elementelor chimice „responsabile” pentru linia spectrală corespunzătoare, clasa spectrală face posibilă determinarea mai precisă a temperaturii stelei decât a culorii acesteia. Secvența claselor spectrale corespunde secvenței de temperatură, iar în această secvență stelele, dispuse în ordinea descrescătoare a temperaturii, sunt indicate de literele O, B, A, F, G, K, M (acestea sunt primele litere ale cuvintelor sintagmei mnemonice care ușurează reținerea acestei secvențe: „O Be a Fine Girl Kiss Me ”, tradus:„ O, fii o fată bună, sărută-mă ”). Există mai multe clase spectrale suplimentare, notate cu literele R, N, S, C, WN, WC, care includ stele rare cu abateri în compoziția chimică. Fiecare clasă spectrală este împărțită în zece subclase, adăugând numere de la 0 la 9 (de la cea mai caldă la cea mai rece) la litera corespunzătoare. Astfel, toate stelele sunt împărțite în clase spectrale de la O5 la M8. Soarele, a cărui temperatură de suprafață este de aproximativ 6000 K, aparține stelelor clasei spectrale G2. Stelele sunt, de asemenea, clasificate în funcție de mărime și luminozitate - cantitatea de energie emisă de întreaga suprafață a stelei în 1 sec. Deci, stelele de tip Antares (un Scorpion), a căror rază depășește raza orbitei lui Marte, sunt supergiganți; stelele albe cu luminozitate foarte scăzută, care nu depășesc dimensiunea Pământului, sunt pitici albi.
Mărimi stelare și distanțe până la stele
Luminozitatea aparentă a stelei este estimată în mărime. Deci, o stea care este percepută de ochi ca o stea de prima magnitudine este aproape de două ori mai strălucitoare decât o stea de a doua magnitudine, care la rândul ei este la fel de mai strălucitoare decât o stea cu a treia mărime etc. Măsurările exacte au arătat că o diferență de luminozitate de o magnitudine corespunde unui raport de luminozitate de 2.512: 1. Această relație a ochilor și creierului este percepută ca un salt vizibil în luminozitate. Relația dintre mărimile stelare și raportul dintre luminozitatea stelelor este mai ușor de reținut, având în vedere că o stea de prima magnitudine este exact de 100 de ori mai strălucitoare decât o stea de a șasea magnitudine. În plus, este util să cunoaștem mărimile unora dintre cele mai strălucitoare stele (vezi tabelul). După cum se poate observa din tabel, stelele cele mai strălucitoare au magnitudini negative. În practică, destul de des trebuie să cunoașteți valorile exacte ale mărimilor stelare ale stelelor slabe, cel puțin în anumite părți ale cerului înstelat. În mod obișnuit, astfel de date sunt prezentate pe hărți ale porțiunilor de cer standard mici din constelațiile Ursa Mică, Crucea de Sud și Pleiadele.
În ciuda tuturor realizărilor tehnologiei moderne, determinarea distanțelor până la stele este încă una dintre cele mai dificile sarcini ale astronomiei. Distanțele până la stele sunt atât de mari încât nici kilometri și nici măcar unități astronomice (adică) nu sunt potrivite pentru evaluarea acestora. Astronomii folosesc unități de distanță, cum ar fi anul luminos (anul sfânt), dar mai des parsecs (buc; scurt pentru două cuvinte - paralax, al doilea) - distanța de la care raza orbitei pământe este de 1 a. e., este vizibil la un unghi de 1 "(arc secund). 1 buc \u003d 3.216 St. G. \u003d 206265 AU \u003d 3.1 10" km. În scopul astronomiei galactice și extragalactice, se folosesc unități de distanță și mai mari: kiloparsec (1 kpc \u003d 1000 buc) și megaparsec (1 Mpc \u003d 1.000.000 buc).
Mărimea determinată de observațiile de pe Pământ se numește mărimea aparentă (notată cu litera t). Evident, mărimea aparentă depinde nu numai de luminozitatea intrinsecă a stelei (luminozitatea acesteia), ci și de distanța față de aceasta. Deci, o stea cu luminozitate ridicată, dar situată foarte departe, este vizibilă de o stea slabă, în timp ce o stea cu luminozitate scăzută, dar situată aproape de Pământ, este vizibilă ca o stea strălucitoare. Pentru a vă face o idee despre luminozitatea reală a stelelor (luminozitățile lor), acestea sunt plasate mental la aceeași distanță de Pământ, egală cu 10 buc. Apoi, mărimile lor sunt considerate ca mărimi absolute (notate cu litera M); ele caracterizează adevărata, independentă de luminozitatea distanței stelelor. După cum se poate observa din tabel, diferența dintre amploarea aparentă și cea absolută poate fi uimitoare.
Cantități. De acord general, aceste scale sunt alese astfel încât o stea albă, precum Sirius, să aibă aceeași magnitudine în ambele scale. Diferența dintre valorile fotografice și cele fotovisuale se numește indicele de culoare al acestei stele. Pentru stelele albastre ca Rigel, acest număr va fi negativ, deoarece astfel de stele de pe o placă obișnuită dau o înnegrire mai mare decât cele sensibile la lumina galbenă.
În stelele roșii de tipul Betelgeuse, indicele de culoare atinge + 2-3 mărimi stelare. Această măsurare a culorii este, de asemenea, o măsurare a temperaturii de suprafață a stelei, stelele albastre fiind mult mai fierbinți decât cele roșii.
Deoarece indicii de culoare pot fi obținuți cu ușurință chiar și pentru stele foarte slabe, aceștia au o importanță deosebită în studierea distribuției stelelor în spațiu.
Cele mai importante instrumente pentru cercetarea stelelor includ instrumente. Chiar și cea mai superficială privire asupra spectrelor stelelor dezvăluie că nu toate sunt la fel. Liniile de hidrogen Balmer din unele spectre sunt puternice, în unele sunt slabe, în altele sunt complet absente.
În curând a devenit clar că spectrele stelelor pot fi împărțite într-un număr mic de clase, transformându-se treptat unele în altele. Folosit în prezent clasificarea spectrală a fost dezvoltat la Observatorul Harvard sub conducerea lui E. Pickering.
Inițial, clasele spectrale au fost notate cu litere latine în ordine alfabetică, dar în procesul de perfecționare a clasificării, s-a stabilit următoarea notare pentru clasele succesive: O, B, A, F, G, K, M. În plus, câteva stele neobișnuite sunt combinate în clasele R, N și S și persoanele care nu se încadrează în această clasificare sunt indicate prin simbolul PEC (ciudat - special).
Este interesant de menționat că aranjamentul stelelor pe clasă este și aranjamentul după culoare.
- Stelele din clasa B, care includ Rigel și multe alte stele din Orion, sunt albastre;
- clasele O și A - alb (Sirius, Deneb);
- clasele F și G - galben (Procyon, Capella);
- clasele K și M, - portocaliu și roșu (Arcturus, Aldebaran, Antares, Betelgeuse).
Aranjând spectrele în aceeași ordine, vedem cum intensitatea maximă a radiației trece de la violet la capătul roșu al spectrului. Aceasta indică o scădere a temperaturii odată cu trecerea de la clasa O la clasa M. Locul unei stele în secvență este determinat mai mult de temperatura suprafeței sale decât de compoziția sa chimică. În general, se acceptă faptul că compoziția chimică este aceeași pentru marea majoritate a stelelor, dar temperaturile și presiunile diferite pe suprafață determină diferențe mari în spectrele stelare.
Clasa O stele albastre sunt cele mai tari. Temperatura suprafeței lor ajunge la 100.000 ° C. Spectrele lor sunt ușor de recunoscut prin prezența unor linii luminoase caracteristice sau prin propagarea fundalului în regiunea ultravioletă.
Sunt urmate imediat stele albastre din clasa Bsunt de asemenea foarte fierbinți (temperatura suprafeței 25.000 ° C). Spectrele lor conțin linii de heliu și hidrogen. Primii slăbesc, iar al doilea se intensifică odată cu trecerea la clasa a.
LA clasele F și G (o stea tipică din clasa G - Soarele nostru) liniile de calciu și alte metale, precum fierul și magneziul, se intensifică treptat.
LA clasa K liniile de calciu sunt foarte puternice, apar și benzi moleculare.
Clasa M include stele roșii cu o temperatură a suprafeței mai mică de 3000 ° C; benzile de oxid de titan sunt vizibile în spectrele lor.
Clasele R, N și S se referă la o ramură paralelă a stelelor reci, în spectrele cărora sunt prezente alte componente moleculare.
Pentru cunoscător, însă, există o diferență foarte mare între stelele „reci” și „calde” ale clasei B. În sistemul de clasificare exact, fiecare clasă este împărțită în mai multe subclase. Cele mai tari stele din clasa B sunt subclasa VOstele cu temperatura medie pentru această clasă - la subclasa B5, cele mai reci stele - to subclasa B9. Sunt urmate imediat de stele. subclasa AO.
Studierea spectrelor stelelor se dovedește a fi foarte utilă, deoarece permite clasificarea aproximativă a stelelor în funcție de mărimi stelare absolute. De exemplu, steaua VZ este un gigant cu o magnitudine absolută de aproximativ 2,5. Este posibil ca steaua să se dovedească a fi de zece ori mai strălucitoare (valoarea absolută este 5.0) sau de zece ori mai slabă (valoarea absolută este 0.0), deoarece este imposibil să se dea o estimare mai exactă doar pentru clasa spectrală.
La stabilirea clasificării spectrelor stelare, este foarte important să încercați să separați giganții de pitici sau unde această diviziune nu există, în cadrul fiecărei clase spectrale, pentru a distinge stelele cu prea multă sau prea mică luminozitate de secvența normală a giganților.
Diversitatea nenumăratelor stele din cer i-a obligat pe astronomi să stabilească o anumită ordine între ei. Pentru aceasta, oamenii de știință au decis să rupă stelele în clasele corespunzătoare ale luminozității lor. De exemplu, stelele care emit lumina de câteva mii de ori mai mult decât Soarele sunt numite giganti. Dimpotrivă, stelele cu luminozitate minimă sunt pitici. Oamenii de știință au descoperit că Soarele, potrivit acestei caracteristici, este o stea medie.
De ce stelele stralucesc diferit?
De ceva timp, astronomii au crezut că stelele strălucesc diferit din cauza locațiilor lor diferite de pe Pământ. Dar nu este așa. Astronomii au descoperit că chiar și acele stele care sunt situate la aceeași distanță de Pământ pot avea luminozități vizibile complet diferite. Această strălucire depinde nu numai de distanță, ci și de temperatura stelelor în sine. Pentru a compara stelele prin strălucirea aparentă, oamenii de știință folosesc o unitate specifică de măsură - magnitudine absolută. Vă permite să calculați radiația reală a stelei. Folosind această metodă, oamenii de știință au calculat că există doar 20 dintre cele mai strălucitoare stele din cer.
De ce sunt stele de diferite culori?
Mai sus s-a scris că astronomii disting stelele prin mărimea și luminozitatea lor. Totuși, aceasta nu este întreaga clasificare a acestora. Alături de mărime și strălucire aparentă, toate stelele sunt subdivizate în funcție de propria culoare. Cert este că lumina care definește această sau acea stea are radiații de undă. Aceste valuri sunt destul de scurte. În ciuda lungimii de undă minime a luminii, chiar și cea mai mică diferență de dimensiunea undelor de lumină schimbă dramatic culoarea stelei, care depinde direct de temperatura suprafeței sale. De exemplu, dacă încălziți o tigaie de fier pe o sobă, aceasta va dobândi culoarea corespunzătoare.
Spectrul de culoare al unei stele este un fel de pașaport care determină caracteristicile sale cele mai caracteristice. De exemplu, Soarele și Capela (o stea similară cu Soarele) au fost distinse de astronomii din aceeași clasă. Ambele au o culoare galben-pal, temperatura suprafeței lor fiind de 6000 ° C. Mai mult, spectrul lor include aceleași substanțe: linii de magneziu, sodiu și fier.
Stele precum Betelgeuse sau Antares au, în general, o culoare roșie caracteristică. Temperatura suprafeței lor este de 3000 ° C, în compoziția lor se eliberează oxid de titan. Stele precum Sirius și Vega au o culoare albă. Temperatura suprafeței lor este de 10000 ° C. Spectrele lor au linii de hidrogen. Există, de asemenea, o stea cu o temperatură de suprafață de 30000 ° C - acesta este Orion alb-albăstrui.
Se încarcă ...