КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина VI

ФІЗИКА ЗІР І ТУМАННОСТЕЙ

Розділ 15

ПОДВІЙНІ ЗОРІ І КРАТНІ ЗОРЯНІ СИСТЕМИ

15.4. Спектрально-подвійні зорі

У 1838 р. в спектрах деяких зір було виявлено періодичні зміщення ліній в обидва боки від їхнього середнього положення. Мова йде про фізичні подвійні зорі, компоненти яких знаходяться на кутовій відстані один від одного, меншій від 0,02", так що, за деякими винятками, їх не видно окремо навіть у потужні телескопи.

Зорі, подвійність яких визначають лише на основі спектральних спостережень, називаються спектрально-подвійними. Очевидно, що зміщення ліній у спектрі подвійної системи буде спостерігатися лише в тому випадку, якщо площина, в якій розташовані орбіти компонентів, не співпадає з картинною площиною, тобто якщо кут, утворений променем зору з площиною орбіт компонентів системи, не дорівнює 90° (тобто і ≠ 0), оскільки рух того чи іншого компонента виявляється завдяки ефекту Доплера.

Вимірюючи зміщення ліній Δλ/λ у фіолетовий і червоний бік спектра відносно лабораторних довжин хвиль цих ліній, визначають променеву швидкість компонентів подвійної системи. Залежність променевої швидкості зорі від часу, зображена графічно, називається кривою променевої швидкості. Її форма залежить від двох параметрів — ексцентриситету орбіти е і довготи періастру ω (рис. 15.4). Тому за її аналізом вдається визначити комбінацію обох згаданих параметрів або й кожен з них зокрема. Обчислюють також період обертання системи, момент проходження зорі-супутника через періастр і проекцію великої півосі на промінь зору. Це дає змогу визначити суму мас компонентів і масу кожного з них зокрема (див. підрозділ 15.5).

Однак цей аналіз надійний лише у випадку, коли нахил орбіти і = 90°. Якщо ж для системи маємо і ≠ 90°, то знайдене зі спостережень значення променевої швидкості V пов'язане з істинною швидкістю V очевидним співвідношенням Vr = Vsini. Множник sin і вносить суттєву неозначеність у всі подальші результати. Визначити його зі спектроскопічних спостережень не можна.

image70

Рис. 15.4. Криві променевих швидкостей залежно від форм та орієнтації орбіт спектрально-подвійних зір

Розглянемо окремий випадок, коли промінь зору спостерігача перебуває у площині орбіти подвійної системи (рис. 15.5). Кожен із компонентів, обертаючись навколо центра мас системи, то наближається до спостерігача, то віддаляється від нього. Унаслідок ефекту Доплера в першому випадку лінії у спектрі зорі будуть зміщені до фіолетового кінця спектра, у другому — до червоного, причому період цих зміщень дорівнює періоду обертання Р. Для спрощення розглянута подвійна система двох зір з однаковими масами й ідентичними орбітами, але прийнято, що світність компонента «2» дещо менша за світність головної зорі «1», тому лінії в його спектрі теж слабші від ліній головного компонента. У момент часу «І» головний компонент віддаляється від спостерігача і його лінії зміщені в червоний бік спектра. В цей же час другий компонент наближається до спостерігача, отже його лінії зміщені до фіолетового боку спектра, тому у спектрі у цей час можна спостерігати пари ліній, які належать обом компонентам. Природно вони зміщенні одна відносно іншої. На етапі «ІІІ» картина змінюється на протилежну. А от на етапах «II» і «IV» для обох компонентів проекція просторової швидкості на промінь зору дорівнює нулю, а отже, положення їх ліній в спектрі співпадають.

image71

Рис. 15.5. Схема зміни променевих швидкостей у системі спектрально- подвійної зорі і періодичного зміщення спектральних ліній (внизу). Обидві зорі тут мають однакові маси, а отже амплітуда коливань променевої швидкості буде однаковою. Римські числа позначають відповідність спектрів положенню зір на їх орбітах. Горизонтальна штрихова лінія позначає променеву швидкість руху центра мас системи відносно спостерігача

Якщо блиск компонентів відрізняється істотно (різниця у зоряних величинах Δm > 2,5m), то в спектрі спостерігатимуться лінії лише головного компонента. Тоді замість роздвоєння ліній (фактично зміщення спектральних ліній кожного з компонентів у протилежних напрямках спектра) буде періодичне зміщення ліній головного компонента то в один, то в інший бік спектра. Амплітуда цього коливання буде тим менша, чим більша маса головної зорі порівняно з масою її супутника.

Уже відомо близько 2500 спектрально-подвійних зір. їхні періоди становлять від 2,4 год. (γ Малої Ведмедиці) до 60 років (ε Гідри). Приблизно для 750 з них вдалося отримати криві променевих швидкостей і дослідити форму орбіти.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.