Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 9. Элементы астрофизики

§ 55. Звёзды

Основные характеристики звёзд

1. Как и Солнце, звёзды освещают Землю, но из-за огромного расстояния до них освещённость, которую они создают на Земле, на много порядков меньше солнечной. По этой причине и возникают технические проблемы при измерениях освещённости от звёзд. Астрономы строят гигантские телескопы, чтобы уловить слабые излучения звёзд. Чем больше диаметр объектива телескопа, тем более слабые звёзды можно исследовать. Измерения показали, что, например, Полярная звезда создаёт освещённость на поверхности Земли 3,8 • 10^-9 Вт/м², что в 370 млрд раз меньше освещённости, создаваемой Солнцем. Напомним, что в астрономии расстояния до звёзд измеряют в парсеках (пк) и световых годах (св. год):

1 пк = 3 • 10¹⁶ м, 1 св. год = 9,48 • 10¹⁵ м.

Поскольку расстояние до Полярной звезды составляет 200 пк = = 650 св. лет = 6 • 10¹⁸ м, то её светимость, т. е. энергия, излучаемая звездой в единицу времени, Таким образом, несмотря на малую видимую яркость этой звезды, её светимость в 4500 раз превышает солнечную.

Среди звёзд встречаются в сотни тысяч раз более мощные, чем Солнце, и звёзды со светимостями в десятки тысяч раз меньшие, чем у нашего Солнца.

Измерения температур поверхности звёзд показали, что температура поверхности звезды определяет её видимый цвет и наличие спектральных линий поглощения тех или иных химических элементов в её спектре. Так, звезда Сириус (α Большого Пса) сияет белым цветом и его температура равна почти 10 000 К. Звезда Бетельгейзе (α Ориона) имеет красный цвет и температуру поверхности около 3000 К. По температуре, цвету и виду спектра все звёзды разбили на спектральные классы, которые обозначаются буквами О, В, A, F, G, К, М. В таблице 37 приведена спектральная классификация звёзд.

Имеется ещё одна интересная связь между спектральным классом звезды и её светимостью (рис. 169). У большинства звёзд наблюдается чёткая зависимость — с ростом температуры поверхности растёт и светимость. К этой группе звёзд, названной главной последовательностью, принадлежат Солнце, Сириус.

Другая, менее многочисленная группа звёзд получила название красных гигантов, у которых светимость растёт с понижением температуры. Их светимости в сотни раз превышают солнечную. Это звёзды гигантских размеров с низкой температурой и малой плотностью. Примером красного гиганта является звезда Арктур (α Волопаса), радиус которой превышает солнечный в 25 раз, а светимость — в 140 раз.

Сверхгиганты — звёзды со светимостями, в десятки и сотни тысяч раз превышающими солнечную. Радиусы этих звёзд в сотни раз превышают радиус Солнца. К сверхгигантам красного цвета относится Бетельгейзе. При массе примерно в 15 раз больше солнечной её радиус превышает солнечный почти в 1000 раз. Средняя плотность Бетельгейзе составляет всего 2 • 10^-11 кг/м³, что более чем в миллион раз меньше плотности воздуха.

Продолжение >>>