uabooks.top

1. A csillagok hőmérséklete. Feltételezzük, hogy a csillagok úgy sugároznak, mint az abszolút fekete testek - azok a testek, amelyek minden rájuk eső sugárzást (tekintet nélkül a hullámhosszra) elnyelnek. A Stefan-Boltzmann-törvényt alkalmazva meghatározhatjuk a felszín (fotoszféra) T hőmérsékletét:

ahol

a Stefan-Boltzmann-állandó.

Az így meghatározott hőmérsékletet effektív hőmérsékletnek nevezzük. Viszont ez a módszer csak korlátozottan alkalmazható, mert a sugár megfelelően pontos értéke csak néhány száz fényes óriáscsillag esetében áll rendelkezésre.

A csillagok hőmérséklete nagyon eltérő. A hideg vörös csillagok hőmérséklete 3000 K. Napunk fotoszférája 6000 K fokos hőmérsékletével a sárga törpecsillagokhoz sorolható. A forró csillagok hőmérséklete eléri az 50 000 K fokot. A magas hőmérsékletű csillagok sugárzásának nagyobb része a színkép ultraibolya tartományába esik, és így kékes színűnek látjuk őket. Legforróbbak a Wolf-Rayet típusú fiatal csillagok, fotoszférájuk hómérsékleti tartománya nagyon magas: 60 000 -100 000 K.

2. A csillagok színképtípusai. Bár a csillagok között sok különbség figyelhető meg, egyes általános tulajdonságok alapján mégis csoportokba sorolhatjuk őket. Már a csillagos égbolttal való ismerkedés kezdetén észrevehető, hogy a csillagok eltérő színnel rendelkeznek. A különbség még szembetűnőbbé válik a színképeik vizsgálata során. A színképvonalak típusa és intenzitása alapján alakult ki a csillagok színképosztályozása, amelynek alapjait a XX. sz. 20-as éveiben fogadták el.

A csillagok színkép szerinti osztályozását a Harvard Obszervatóriumban (USA) dolgozták ki, amelyben az egymást követő színképosztályokat latin nagybetűkkel jelölik. A betűkkel jelzett színképosztályokat tovább finomították: mindegyiket 10 alosztályra osztották, 0-9-ig terjedő számozással. Például a Nap a G2 színképosztályhoz tartozik.

A színképosztályok sorozata a csillagok légköri (fotoszféra) hőmérsékletének csökkenését írja le az O osztálytól az L osztályig. A színképsorozat egyúttal színsorozat is: az O osztályhoz tartozó csillagok kék színűek, а В osztályúak kékesfehérek, az A osztály tagjai fehérek, és így tovább (5.3. ábra).

A legtöbb csillag légkörének kémiai összetétele csaknem azonos. A külső rétegeik hidrogén-hélium keverékből állnak, kis mennyiségben tartalmazva nehezebb elemeket. Például a Naphoz hasonlóan más csillagok légköre is 73% hidrogént, 25% héliumot és 2% minden egyéb anyagot tartalmaz.

A színképekben megfigyelhető eltérések főként a hőmérsékleti különbségekkel magyarázhatóak. A hidegebb csillagok fotoszférájában létezhetnek a legegyszerűbb molekulák is. Ezért az M és L osztályhoz tartozó csillagokra jellemzőek a molekulák, például a CrH széles elnyelési sávjai. Magasabb hőmérsékleten a molekuláris vegyületek szétesnek. Az ilyen színképekből eltűnnek a molekuláris vegyületekre jellemző színképsávok, és megjelennek a semleges fémek színképvonalai. így tehát a csillagok színképosztályozása egyúttal hőmérsékleti osztályozás is, amelynek alapját a sugárzás intenzitásának és a színképvonalak megjelenésének elemzése képezi. Napjainkra 500 ezer csillag rendelkezik színképosztály szerinti besorolással.

3. A csillagok mérete. A csillag R lineáris sugara meghatározható, ha is-

Elfogadott, hogy a csillagok lineáris sugarát a Nap sugarának többszöröseként vagy törtrészeként adják meg. A Nap sugarán keresztül kifejezve 1 CsE = 149,6 x x 10⁶ km: (0,696 ■ 10⁶) km = 215.

Felhasználva ezt az összefüggést, megkapjuk a csillagok lineáris sugarának (a Nap sugarán keresztül kifejezve) kiszámítására szolgáló képletet:

A csillagok annyira távol vannak tőlünk, hogy a szögátmérőjük a legnagyobb teleszkópok felbontásánál is kisebb. A közeli fényes csillagok szögsugarát két egymástól távol elhelyezkedő teleszkóp által létrehozott kép átfedésekor keletkező interferenciakép segítségével határozzák meg. Például optikai interferométerrel, amely két, egyenként 6,6 m átmérőjű gömbtükörből áll, amelyeket 180 m maximális távolságban helyeznek el egymástól, sikerült megmérni az e Orion szögátmérőjét. A kapott érték 0,00072", és ha az éves parallaxis n" = 0,0024", akkor

A csillagok sugara kiszámítható a sugárzásuk teljesítménye (lumino-zitásuk) és hőmérsékletük alapján is. írjuk fel a teljes sugárzási teljesítmény értékét egy tetszőleges csillag és a Nap esetében:

A csillagok mérete nagyon változatos lehet: léteznek a Jupiter keringési pályájával megegyező átmérőjű csillagok (vörös szuperóriások), a Naprendszer bolygóival összevethető méretű csillagok (fehér törpék) és még néhány kilométer átmérőjű neutroncsillagok is (5.4. ábra).

TUDJÁTOK-E, HOGY...

Csillagatmoszférák című könyvében az amerikai csillagász, Cecilia Helena Payne-Gaposhkin (1900-1979), a Harvard egyetem első női professzora elsőként foglalkozott a távoli csillagok légkörének fizikai tulajdonságaival, összehasonlítva az általa megfigyelt különböző színképosztályú csillagok színképvonalainak intenzitását a kémiai elemek már ismert, eltérő hőmérséklet és ionizációs szint esetén megállapított intenzitásával. Ő alkotta meg az első hőmérsékleti skálát. Megállapította a csillagok légkörének kémiai összetételét. Felfedezte, hogy a csillagok többségének összetétele azonos, és nem különbözik a nap kémiai összetételétől.

KÉRDÉSEK A TANULTAKHOZ

1. Hogyan határozható meg egy csillag hó'mérséklete a Stefan-Boltzmann-tör-vény és a Wien-féle eltolódási törvény alapján?

2. Milyen szempontok alapján történik a csillagok színképosztályozása?

3. Milyen színképosztályhoz tartozik a csillagok többsége? Milyen színképosztályhoz és alosztályhoz tartozik a Nap?

4. Alapvetően milyen kémiai elemekből állnak a csillagok?

5. Mitói függ a csillagok színe?

6. Mi az oka a csillagok színképében megfigyelhető' eltéréseknek?

7. A Naphoz viszonyítva mekkora méretekkel rendelkezhetnek a csillagok?

Ez a csillagászat tankönyve 11. évfolyamának anyaga Szirotyuk, Mirosnicsenko