Визначення відстаней до зір. Їх основні характеристики
Якщо дві зорі однакової світності, то зоря, що знаходиться далі від нас, має меншу видиму яскравість. Порівнювати зорі за світністю можна лише в тому разі, якщо розрахувати їхню видиму яскравість (зоряну величину) для однієї і тієї самої стандартної відстані. Такою відстанню в астрономії прийнято вважати 10 пк.
Видима зоряна вецичица, яку мала б зоря, якби знаходилася від нас на стандартні відстан D0 = 10 пк, дістала назву абсо¬лютної зоряної величини М.
Розглянемо кількісне співвідношення видимої й абсолютної зоряних величин зорі при відомій відстані О до неї (або її паралаксі р). Пригадаємо спочатку, що різниця 5 зоряних величин від¬повідає відмінності яскравості рівно в раз. Отже, різниця видимих зоряних величин двох джерел дорівнює одиниці, якщо одне з них яскравіше за друге рівно в ^100 раз (ця величина приблизно дорівнює 2,512). Чим яскравіше джере¬ло, тим його видима зоряна величина вважається меншою. У за¬гальному випадку відношення видимої яскравості двох будь-яких зір I1 : I2 пов'язане з різницею їх видимих зоряних величин m1, і m1 простим співвідношенням:
І1 : І2 = 2,512
Нехай m - видима зоряна величина зорі, яка знаходиться на відстані D. Якби вона спостерігалася з відстані D0 = 10 пк, її видима зоряна величина m0 за означенням дорівнювала б абсо¬лютній зоряній величині М. Тоді її позірна яскравість зміни¬лась би.
де р виражено в секундах дуги.Ці формули дають абсолютну зоряну величину M за відомою видимою зоряною величиною m при реальній відстані до зо¬рі D. Наше Сонце з відстані 10 пк мало б вигляд приблизно як зоря 5-ї видимої зоряної величини, тобто для Сонця M¤ » 5
Знаючи абсолютну зоряну величину М будь-якої зорі, можна обчислити її світність L. Узявши світність Сонця L© = 1, за озна¬ченням світності можна записати, що
L = 2,5125-M, або L = 0,4 (5 - M)
Величини M i L у різних одиницях виражають потужність випромінювання зоpі.
Вивчення зір показує, що за світністю вони можуть відрізня¬йся в десятки мільярдів раз. У зоряних величинах ця різниця досягає 26 одиниць. ,
Абсолютні величини зір дуже високої світності від'ємні й досягають М = - 9. Такі зорі називаються гігантами і надгігантами. Випромінювання зорі 5 Золотої Риби потужніше за випромінювання нашого Сонця в 500000 раз, її світність L = 500000; Найменшу потужність випромінювання мають карлики , М= + 17 (L = 0,000013).
Щоб зрозуміти причини значних відмінностей у світності зір, треба розглянути й інші їхні характеристики, які можна визначити іа основі аналізу випромінювання.
3. Колір, спектри й температура зір. Під час спостережень ви звернули увагу на те, що зорі мають різний колір, добре помітний / найяскравіших з них. Колір тіла, яке нагрівається, у тому числі й зорі, залежить від його температури. Це дає можливість визна¬чити температуру зір розподілом енергії в їх неперервному спектрі.
Колір і спектр зір пов'язані з їхньою температурою. У порів¬няно холодних зір переважає випромінювання в червоній ділянці спектра, тому вони й мають червонуватий колір. Температура чер¬воних зір низька. Вона підвищується послідовно з переходом від червоних зір до оранжевих, потім до жовтих, жовтуватих, білих і голубуватих. Спектри зір дуже різноманітні. Вони поділені на класи, які позначають латинськими буквами й цифрами (див. задній форзац). У спектрах холодних червоних зір класу М з температурою близько 3000 К видно смуги поглинання найпро¬стіших двохатомних молекул, найчастіше оксиду титану. У спект¬рах інших червоних зір переважають оксиди вуглецю або цирко¬нію. Червоні зорі першої величини класу М - Антарес, Бетельгейзе.
У спектрах жовтих зір класу О, до яких належить і Сонце (з температурою 6000 К на поверхні),, переважають тонкі лінії металів: заліза, кальцію, натрію та ін. Зорею типу Сонця за спект¬ром, кольором і температурою є яскрава Капелла в сузір'ї Віз¬ничого.