Любительська астрономія> Подвійні зірки
Зірки на небосхилі часто формують скупчення, які можуть бути густими або, навпаки, розсіяними. Але іноді між зірками виникають і більш міцні зв'язки. І тоді прийнято говорити про подвійних системах або подвійних зірках. У таких системах зірки роблять один на одного безпосередній вплив і еволюціонують завжди разом.
Відкриття подвійних зірок
Відкриття подвійних зірок стало одним з перших досягнень, зроблених за допомогою астрономічного бінокля. Першою системою даного типу була пара Міцар в сузір'ї Великої Ведмедиці, яка була відкрита астрономом з Італії Річоллі. Оскільки у Всесвіті знаходиться неймовірна кількість зірок, вчені вирішили, що Міцар не може бути єдиною подвійною системою. І їх припущення виявилося повністю виправданим майбутніми спостереженнями.
Зміщення лінії в спектрах подвійних зірок
У 1804 році Вільям Гершель, знаменитий астроном, який вів наукові спостереження протягом 24 років, видав каталог з докладним описом 700 подвійних зірок. Але і тоді не було відомостей про те, чи є фізична зв'язок між зірками в такій системі.
Маленький компонент "висмоктує" газ з великої зірки
Деякі вчені дотримувалися точки зору про те, що подвійні зірки залежать від загальної зоряної асоціації. Їх аргументом був неоднорідний блиск складових пари. Тому складалося враження, що їх розділяє значно відстань. Для підтвердження або спростування цієї гіпотези треба було вимірювання параллактического усунення зірок. Цю місію взяв на себе Гершель і на свій подив з'ясував наступне: траєкторія кожної зірки має складну еліпсоїдну форму, а не вид симетричних коливань з періодом на півроку.
Ви можете поміняти субтитри, натиснувши на кнопку "cc".
Згідно фізичним законам небесної механіки два пов'язаних гравітацією тіла пересуваються по орбіті еліптичної форми. Результати дослідження Гершеля стали доказом припущення про те, що в подвійних системах є зв'язок сили тяжіння.
Класифікація подвійних зірок
Подвійні зірки прийнято групувати на такі класи: спектрально-подвійні, подвійні фотометрічние, візуально-подвійні. Дана класифікація дозволяє скласти уявлення про зоряної класифікації, однак не відображає внутрішню структуру.
aUMA - альфа Великої Ведмедиці. Полярна зірка. Свергігантская гаряча пульсуюча зірка. Вона світить в 2200 разів яскравіше за наше Сонце
За допомогою телескопа можна з легкістю визначити подвійність візуально-подвійних зірок. Сьогодні існують дані про 70 000 візуально-подвійних зірок. При цьому тільки 1% з них точно володіють власною орбітою. Один орбітальний період може мати тривалість від декількох десятиліть до декількох століть. У свою чергу, вибудовування орбітального шляху вимагає чималих зусиль, терпіння, точних розрахунків і тривалих спостережень в умовах обсерваторії.
Найчастіше наукове співтовариство має інформацію лише про деяких фрагментах пересування по орбіті, а відсутні ділянки шляху вони реконструюють дедуктивним методом. Не варто забувати, що площину орбіти, можливо, нахилена відносно променя зору. В даному випадку видима орбіта серйозно відрізняється від реальної. Звичайно, при високій точності розрахунків можна розрахувати і справжню орбіту подвійних систем. Для цього застосовуються перший і другий закони Кеплера.
Міцар і Алькор. Міцар справа - подвійна зірка. Зліва - супутник Алькор. Між ними всього один світловий рік
Як тільки визначається справжня орбіта, вчені можуть обчислити кутову відстань між зірками і їх період обертання. Нерідко для цього використовується третій закон Кеплера, який допомагає знайти і суму мас компонентів пари. Але для цього потрібно знати відстань між Землею і подвійною зіркою.
Подвійні фотометричні зірки
Про двоїсту природу таких зірок можна дізнатися тільки по періодичних коливань з блиску. Під час свого руху зірки такого типу по черзі загороджують один одного, тому їх нерідко називають затемнення-подвійними. Орбітальні площини даних зірок наближені до напрямку променя зору. Чим менше площа затемнення, тим нижче блиск зірки. Вивчивши криву блиску, дослідник може розрахувати кут нахилу площини орбіти. При фіксації двох затемнень на кривій блиску будуть два мінімуму (зниження). Період, коли відзначаються 3 послідовних мінімуму на кривій блиску, називають орбітальним періодом.
B Cyq - бета Лебедя. Альбирео. Зоряна пара в сузір'ї Лебедя. Блакитний супутник, який в 200 разів яскравіше Сонце, обертається навколо жовтої зірки, що перевершує Сонце по яскравості в 1000 разів
Період подвійних зірок триває від кількох годин до кількох діб, що робить його більш коротким по відношенню до періоду візуально-подвійних зірок.
Спектрально-подвійні зірки
Через метод спектроскопії дослідники фіксують процес розщеплення спектральних ліній, яке відбувається в результаті ефекту Доплера. Якщо один компонент є слабкою зіркою, то в небі можна спостерігати лише періодичне коливання позицій одиночних ліній. Даний метод застосовує тільки тоді, коли компоненти подвійної системи знаходяться на мінімальній відстані і їх ідентифікація за допомогою телескопа ускладнена.
Подвійні зірки, які можна досліджувати через ефект Доплера і спектроскоп, називають спектрально-подвійними. Однак далеко не кожна подвійна зірка носить спектральний характер. Обидва компоненти системи можуть зближуватися і віддалятися один від одного в радіальному напрямку.
Епсілон Ліри. Подвійна зірка. Кожна з подвійних пар є сама по собі подвійний зіркою
Згідно з результатами астрономічних досліджень, велика частина подвійних зірок розташовуються в галактиці Чумацький Шлях. Співвідношення одинарних і подвійних зірок у відсотках розрахувати вкрай складно. Діючи через віднімання, можна відняти кількість відомих подвійних зірок із загального числа зоряного населення. У цьому випадку стає очевидним, що подвійні зірки становлять меншість. Однак даний метод не можна назвати дуже точним. Астрономам відомий термін «ефект відбору». Щоб зафіксувати подвійність зірок, слід визначити їх головні характеристики. У цьому знадобиться спеціальне обладнання. У ряді випадків, зафіксувати подвійні зірки вкрай складно. Так, візуально подвійні зірки часто не візуалізуються при значній відстані від астронома. Іноді неможливо визначити кутову відстань між зірками в парі. Для фіксації спектрально-подвійних або фотометричних зірок потрібно ретельно виміряти довжини хвиль в спектральних лініях і зібрати модуляції світлових потоків. В цьому випадку блиск зірок повинен бути досить сильним.
Все це різко зменшує кількість зірок, придатних для вивчення.
Згідно з теоретичними розробками, частка подвійних зірок в зоряному населенні варіюється від 30% до 70%.