Презентация по астрономии на тему _Звезды_

1.

Звезды.
Характеристики

2.

Звезды.
Звезды – важнейшие объекты
Вселенной. Звезды – это массивные
газовые шары. Они подобны
Солнцу, в них сосредоточено более
95% всего вещества, наблюдаемого в
природе.
Звезды различаются между собой
цветом, блеском. А исследования с
помощью телескопов показывают,
что двух одинаковых звезд не
бывает. Эффективные температуры
их находятся в пределах от 3 000 К
до 50 000 К, массы различаются в
сотни раз, а радиусы – в
миллиарды…
Сверхгигант в созвездии
Скорпиона – Антарес.

3.

Звездная величина.
Во II веке до нашей эры
древнегреческий астроном Гиппарх
составил каталог звезд, видимых
невооруженным глазом. Он предложил
разделить все видимые звезды на шесть
классов. Самые яркие из них Гиппарх
назвал звездами первой звездной
величины, самые слабые звезды –
звездами шестой звездной величины.
Невооруженным глазом на небе
можно наблюдать около 6 000 звезд, с
помощью телескопов – миллиарды
миллиардов.
В астрономии вместо выражения
«освещенность от звезды» используют
понятие блеск. На звездные карты
нанесены все звезды ярче 11-й звездной
величины.
m = - 26,8m
m = - 1,5m
m = +15,1m

4.

Звездная величина.
В середине ХIX века английский
астроном Норман Погсон предложил
современную шкалу звездных величин. При
разности в одну звездную величину
видимый блеск звезд изменяется примерно
в 2,5 раза, почти как у Гиппарха. Разность в
5 звездных величин соответствует
изменению блеска звезд в 100 раз.
Видимые звездные величины
обозначаются буквой m. Отношение блеска
двух звезд, величины которых различаются
точно на единицу, выражается числом
2,512.
Тогда связь между видимыми звездными
величинами:
Эта зависимость называется формулой
Погсона.
m = - 12,6m
m = + 28m

5.

Звездная величина.
Тот факт, что одни звезды имеют
больший, а другие – меньший блеск, не
дает настоящей информации о звезде.
Очень яркая звезда может иметь
большую светимость, но находиться
очень далеко, а потому иметь очень
большую звездную величину. Для
определения истинного блеска звезды
вводят понятие абсолютной звездной
величины.
Абсолютная звездная величина М –
это видимая звездная величина,
которую имела бы звезда, если бы
находилась на стандартном расстоянии
в 10 пк или 32,6 светового года.
Связь абсолютной звездной величины
М, видимой звездной величины m и
расстояния до звезды D в парсеках:
M = m + 5 – 5 lg D.

6.

Расстояния до звезд.
Для сравнительно близких звезд,
удаленных на расстояние, не превышающие
нескольких десятков парсек, расстояние
определяется по параллаксу. При этом
измеряют ничтожно малые угловые
смещения звезд при их наблюдении с разных
точек земной орбиты.
Параллаксы даже самых близких
звезд меньше 1". С понятием
параллакса связано название одной из
основных единиц в астрономии –
парсек. Парсек – это расстояние до
воображаемой звезды, годичный
параллакс которой равен 1":
где D – расстояние в парсеках, – годичный параллакс в секундах.
1 парсек = 3,26 светового года = 206 265 астрономических единиц = 3,083∙1015 м.

7.

Светимость.
Мощность излучения звезды называется светимостью.
Светимость – это полная энергия, излучаемая звездой за 1 секунду.
Светимость звезды характеризует поток энергии, излучаемой звездой по
всем направлениям, и имеет размерность мощности Дж/с или Вт.
Светимость определяется, если
известны видимая величина и
расстояние до звезды. Если для
определения видимой величины
астрономия располагает вполне
надежными
инструментальными методами,
то расстояние до звезд
определить не так просто.
Абсолютная звездная величина
Солнца во всем диапазоне
излучения Mс= +4,72, его
светимость Lс= 3,86∙1026 Вт.

8.

Светимость.
Зная абсолютную звездную величину,
можно найти светимость:
lg L/Lс = 0,4∙(Mс – M).
Светимости других звезд определяют в
относительных единицах, сравнивая со
светимостью Солнца.
Известны звезды, излучающие в десятки тысяч
Альфа Ориона – Бетельгейзе
раз меньше, чем Солнце. А звезда S Золотой
Рыбы, видимая только в странах южного
полушария Земли как звездочка 8-й звездной
величины (не видимая невооруженным глазом!),
в миллион раз ярче Солнца, ее абсолютная
звездная величина М = –10,6. По светимости
звезды могут отличаться в миллиард раз.
Среди звезд очень высокой светимости выделяют
гиганты и сверхгиганты. Большинство гигантов
имеет температуру 3 000–4 000 К, поэтому их
называют красными гигантами. Звезды,
имеющие маленькую светимость, называются
Рядом с Сириусом – его спутник,
карликами.
белый карлик Сириус B

9.

Спектры звезд.
Спектры звезд – это их
паспорта с описанием
всех звездных
особенностей. По
спектру звезды можно
узнать ее светимость,
расстояние до звезды,
температуру, размер,
химический состав ее
атмосферы, скорость
вращения вокруг оси,
особенности движения
вокруг общего центра
тяжести.
Согласно спектрам
звезды делятся на
спектральные классы:

10.

Размеры звезд.
Звезды, за редчайшим исключением,
наблюдаются как точечные источники
излучения. Даже в самые большие
телескопы нельзя увидеть звезды в виде
«реальных» дисков.
Методы определения размеров звезд:
по наблюдениям затмения Луной
звезды можно определить угловой размер,
а, зная расстояние до звезды, можно
определить ее истинные, линейные
размеры;
непосредственно размеры звезды
можно измерить на специальном приборе
– оптическом интерферометре;
размеры звезды можно рассчитать теоретически, исходя из оценок полной
светимости и температуры по закону Стефана – Больцмана.
Светимость звезды связана с радиусом звезды формулой L = σT4 ∙ 4πR2
или:

11.

Размеры звезд.
Этот метод позволяет найти радиус звезды по ее температуре и
светимости, так как параметры Rс , Lс , Tс известны.
Размеры звезд существенно различаются между собой: существуют
карлики, гиганты и обычные звезды, которых большинство.
Измерения показали, что размеры белых карликов – несколько тысяч
километров, а размеры красных гигантов сравнимы с размерами
Солнечной системы.

12.

Массы
звезд.
Масса звезды – едва ли не
самая важная ее
характеристика. Масса
определяет весь
жизненный путь звезды.
Массу можно оценить
для звезд, входящих в
двойные звездные
системы, если известны
большая полуось орбиты
а и период обращения T.
В этом случае массы
определяются из третьего
закона Кеплера, который
может быть записан в
следующем виде:
здесь М1 и М2 – массы компонент системы, G –
гравитационная постоянная.
Массы звезд заключены в пределах от 0,1 масс Солнца до нескольких десятков
масс Солнца. Таким образом, массы звезд различаются всего в несколько сот раз.

13.

Звезды.
Звездное небо в районе созвездия
Возничего.
Альдебаран
(созвездие Тельца)
Млечный путь в районе Южного
Креста.
Рассеянное скопление Плеяды.

14.

Звезды.
Характеристики
звезд.

15.

Проверь себя...
1. 23 февраля 1987 г. в Большом Магеллановом Облаке,
удаленном от нас на 55 кпк, наблюдалась вспышка
сверхновой. В каком году взорвалась эта звезда?
2. Во сколько раз отличаются светимости двух звезд
одинакового цвета, если радиус одной из них больше, чем
другой, в 25 раз. (Ответ: 625 раз)
3. Во сколько раз красный гигант больше красного
карлика, если светимость отличается в 100 раз? (Ответ:
10 раз)