Урок 26. Нестационарные звёзды

1. Дайте определения понятиям

Физически переменные звезды —  Переменные звёзды, блеск и интенсивность излучения которых изменяется из-за физических процессов.

Цефеиды — класс пульсирующих звёзд, светимость которой зависит от периода и наоборот.

Новые звезды — звёзды, которые вспыхивают неоднократно.

Сверхновые звезды — звёзды, которые вспыхивают вследствие схлопывания своего массивного ядра.

Пульсары — источники узконаправленного пульсирующего радиоизлучения при взаимодействии плазмы с быстровращающейся сильно магниченной нейтронной звездой.

Нейтронные звезды — звёзды, состоящие из нейтронной сердцевины, покрытая атомными ядрами и электронами.

Черная дыра — область замкнутого пространства с такой гравитацией, что её ничто не может покинуть.

2. Заполните таблицу физических параметров нестационарных звезд

Параметры Нестационарные звёзды
Цефеиды Новые Сверхновые
Изменение блеска На 0,5 ÷ 2,0 На 7 ÷ 16 На 21
Абсолютная звёздная величина -3 ÷ -6 До -11 (вспышка) До -21 (вспышка)
Светимость 16000-25000 До 2,5 ⋅ 106 До 2,5 ⋅ 1010
Причина нестационарности Слой частично ионизированного гелия поддерживает колебания звезды за счёт свое непрозрачности, которая зависит от температуры Перекачка вещества в двойной тесной паре с нормальной звезды на белый карлик; при достижении критической массы — взрыв Конечная стадия звезды с окончанием протекания термоядерных реакций; взрыв при гравитационном сжатии
Наблюдаемые изменения Расширение и сжатие звезды с изменением температуры при минимальных размерах Выделение энергии при взрыве -1038 Дж; расширяющаяся газовая оболочка до 1000 км/с Выделение энергии при взрыве 1046 Дж; расширяющаяся газовая оболочка и звездообразный объект, последовательно переходящий в белый карлик, нейтронную звезду, «черную дыру»

3. На диаграмме «спектр — светимость» (рис. 25.1) отметьте расположение цефеид, если

а) они являются классическими цефеидами или долгопериодическими звездами спектральных классов F и G с абсолютными звездными величинами от -3″ до -6″;

б) они являются короткопериодическими цефеидами (RR Лиры) — звездами спектральных классов А и F со средней абсолютной звездной величиной +0,5″.

См. на рис. 25.1 отмеченные области для классических и короткопериодических цефеид: соответственно «Цефеиды», «RR Лиры»

4. На рис. 26.1 (сверху вниз) показаны кривые изменения звездной величины, температуры, спектра, лучевой скорости и радиуса звезды Цефея в зависимости от периода. На основе анализа представленных графиков сделайте выводы и ответьте на вопросы

Каков период пульсации звезды? (5,4 суток)

Как с изменением звездной величины меняется спектр? (С уменьшением звездной величины спектральный класс звезды переходит от G1 до FЗ)

Как происходит изменение спектра звезды в максимуме и минимуме блеска? (Из максимума блеска спектр звезды FЗ переходит в спектр G1 в минимуме блеска)

Когда звезда достигает максимальной и минимальной температуры? (Максимальной температуры звезда достигает в максимуме блеска, а минимальной температуры — в минимуме блеска)

Когда звезда имеет наибольшую скорость сжатия и наибольшую скорость расширения? (Наибольшая скорость расширения — вблизи максимума блеска, а наибольшая скорость сжатия — вблизи минимума блеска).

5. Изменение яркости новой звезды составляет 10звездных величин при примерно постоянной температуре расширяющейся фотосферы. Во сколько раз изменяется радиус звезды?