Тема 5.5 Определение массы звезд. Двойные звезды.

Тема 5.5 Определение массы звезд. Двойные звезды.

1. Двойные звезды

2. Типы двойных звезд

3. Законы движения звезд в двойных системах

4. Определение массы звезд

1. Двойные звезды

Двойная звезда, бинарная звезда или даже двойная звездная система, – все эти термины означают одно и тоже - это система из двух гравитационно связанных звезд, обращающихся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс, который, естественно, находится за пределами объема самих этих звезд.

Двойные звезды широко распространены в космосе, например, в галактике Млечный путь, примерно половина всех звезд являются двойными.

Первым выдвинул идею о существовании двойных звезд англичанин Джон Мичелл в 1767 году, а реальными наблюдениями эта теория была подкреплена в 1802 году знаменитым Уильямом Гершелем.

2. Типы двойных звезд

Различают оптические и физические двойные звезды.

Оптические двойные звезды (пары) состоят из весьма далеких друг от друга в пространстве звезд, которые случайным образом проектируются на небесную сферу по лучу зрения.

Физические двойные звезды представляют собой системы близко расположенных в пространстве звезд, связанных силами тяготения и обращающихся около общего центра масс.

Физические двойные звезды в зависимости от способа их наблюдений подразделяются на:

• визуально-двойные звезды (их компоненты можно увидеть при помощи телескопа визуально или сфотографировать),

• затменно-двойные звезды (их компоненты периодически загораживают друг друга от наблюдателя и поэтому звезда меняет блеск),

• спектрально-двойные звезды (двойственность проявляется в периодических смещениях или раздвоениях линий их спектров),

• астрометрически-двойные звезды (одна звезда не видна и возмущает правильное движение соседней).

Двойные звезды являются частным случаем кратных звезд, состоящих иногда из нескольких компонентов. Существуют звезды тройные, четверные и даже более высокой кратности. К кратным звездам принято причислять звезды, имеющие менее 10 компонентов. Системы с большим числом звезд называются звездными скоплениями.

3. Законы движения звезд в двойных системах

Звезды в двойной системе движутся по эллиптическим орбитам вокруг центра масс системы. Относительная орбита также является эллипсом, и поэтому наблюдения зачастую описываются, как если бы один компонент оставался неподвижным, а другой обращался вокруг него.

4. Определение массы звезд

Длительные наблюдения визуально-двойных звезд убедили астрономов, что относительное видимое движение компонентов совершается по эллипсу и удовлетворяет закону площадей. Из этого следует, что в двойных системах обращения звезд происходят в соответствии с законами Кеплера и подчиняются закону всемирного тяготения Ньютона. По данным наблюдений двойных звезд получены оценки масс для звезд различных типов. Анализ этих данных привел к следующим результатам:

1. Массы звезд заключены в пределах от 0,03 до 60 масс Солнца. Наибольшее количество звезд имеет от 0,4 до 3 масс Солнца.

2. Существующая зависимость между массами звезд и их светимостью дает возможность оценивать массы одиночных звезд по их светимостям.

3. Масса звезды в момент ее формирования является важнейшим параметром, определяющим ее последующую эволюцию.

4. Радиусы звезд имеют весьма широкие пределы, поэтому средняя плотность звезд колеблется от 5•10-2 до 3•108 кг/м3.