uabooks.top

1. A kettős csillagok típusai. A megfigyelések azt mutatják, hogy a Világegyetem legtöbb csillaga kettó's vagy többszörös rendszerekben található. Kettőscsillagoknak nevezzük az egymáshoz közel elhelyezkedő' csillagpárokat. Megkülönböztetünk optikai és fizikai kettőscsillagokat. Az optikai kettőscsillagok (párok) tagjai valójában elég nagy távolságra helyezkednek el egymástól a térben, és csak véletlenül esnek egy látóirányba. A fizikai kettőscsillagok térben közel vannak egymáshoz, és keringést végeznek a közös tömegközéppont körül.

A fizikai kettőscsillagok tagjai gyakran eltérő színűek. így például az Antares egy nagyon fényes vörös csillag a Skorpió csillagképben, halvány, zöld színű kísérővel rendelkezik (teleszkópos megfigyelés esetén).

A legrégebben ismert kettőscsillag a Mizar (Ló) és Alcor (Lovas) csillagok alkotta kettős. A Mizar - a Nagy Göncöl (Nagy Medve) csillagképben a szekér rúd-jának középső csillaga, látszólagos fényessége 2,2^m. Tőle 12' szögtávolságra látható a halvány Alcor, amelynek látszólagos fényessége 4,0^m. A Mizar és Alcor csillagok kettőse az optikai kettősök példája. Már iskolai teleszkóppal is jól látható: a Mizar két nagyon közel elhelyezkedő csillagból áll, melyeket szabad szemmel lehetetlen elkülöníteni.

A Mizar A és Mizar В csillagok alkotta kettős komponensei 14" távolságra vannak egymástól, fényességük 2,4^m és 4,0^m. A Mizar csillagpár a fizikai kettősök példája.

A megfigyelés módjától függően a fizikai kettőscsillagok között megkülönböztetünk vizuális kettőscsillagokat (komponenseiket teleszkóp segítségével vizuálisan láthatjuk és lefotózhatjuk), fedési kettőscsillagokat (a komponensek a keringés során kölcsönösen eltakarják egymást), spektroszkópiai kettőscsillagokat (csak a spektroszkópiai vizsgálat során, a színképvonalak eltolódásából vagy kettősségéből állapítható meg, hogy kettősök) és asztrometriai kettőscsillagokat (a kísérő jelenlétére csak a látszó komponens asztrometriai úton megállapított pályaháborgásai alapján következtethetünk).

A kettőscsillagok listáját elsőként William Herschel német-angol csillagász állította össze 1803-ban. A felsorolásban néhány száz objektum szerepelt.

A vizuális kettőscsillagok komponenseinek keringési ideje néhány évtől néhány évezredig terjed.

A kettőscsillagok a többes rendszerek külön esetei, amelyek gyakran kettőnél több csillagból állnak. Léteznek hármas, sőt több csillagot tartalmazó rendszerek. A többes rendszerekhez sorolják a kevesebb mint 10 komponenssel rendelkező csillagrendszereket. Ha a csillagok száma a rendszerben több mint 10, azt csillag-halmaznak nevezzük. A kettős és többes rendszerekbe való tömörülés a csillagok világában széleskörűen elterjedt jelenség.

2. Fedési kettőscsillagok. A fedési kettősök vagy fedési változócsillagok szoros párost alkotnak, néhány órától néhány évig terjedő periódussal keringenek pályájukon, amelynek nagy féltengelyhossza megközelíti a csillagok méretét. Mivel a komponensek közötti szögtávolság nagyon kicsi, vizuálisan nem tudjuk őket elkülöníteni. A kettősségre csak a fényesség periodikus változásaiból tudunk következtetni.

Ha a látóirány a megfigyelés alatt egybeesik a kettőscsillag keringési pályasíkjával, megfigyelhetővé válik a komponensek fogyatkozása, azaz a megfigyelőhöz viszonyítva az egyik komponens eltakarja a másikat. Ezt a jelenséget magyarázza

az 5.5. ábra, ahol a piros vonal a fénygörbe, amely a fedési kettőscsillag látszólagos fényességének változását ábrázolja a komponensek mozgása következtében. A grafikonon ábrázolt fényesség értéke az egyik komponens adott helyzeteinek felel meg a keringési pályán. A fényesség értékeinek különbségét a minimumban és maximumban amplitúdónak, a két egymást követő minimum között eltelt időközt változási periódusnak nevezzük.

A fedési kettőscsillagok legfontosabb képviselője a 6 Persei (Algol), amely 2,867 napos periódussal rendszeresen elsötétül 9,6 órára. A fényességcsökkenés a minimumban 2,3^m.

3. Spektroszkópiai kettőscsillagok. Azokat a csillagokat, amelyek kettőssége csak spektroszkópiai vizsgálattal állapítható meg, spektroszkópiai kettőscsillagoknak nevezzük.

Feltételezzük, hogy a megfigyelő egy kettős rendszer keringési síkjában helyezkedik el, amely egy nagyobb és fényes A csillagból, és egy kisebb és halványabb В csillagból áll. Az A és Б komponensek, a rendszer tömegközéppontja körül keringve egyszer közelítenek a megfigyelő felé, máskor távolodnak tóié. A Doppler-effektus következtében az első esetben a színképvonalak a színkép lila tartománya felé tolódnak el, ellenkező esetben a vörös felé, miközben az eltolódások periódusa megegyezik a keringési periódussal.

A színképvonalak eltolódása meghatározási módszereinek folyamatos fejlődése adott lehetőséget arra, hogy 1995-ben felfedezzék a Pegazus csillagkép 51. csillagának kísérőjét, amelynek tömege a Jupiter tömegének felével egyenlő. Napjainkra a radiális sebesség módszer segítségével már több mint 300 csillag bolygórendszerét fedezték fel. A más csillagokhoz tartozó bolygókat exobolygóknak nevezzük.

Exobolygó (a görög — túl, kívül kifejezésből) vagy extraszoláris bolygó - a saját csillaga körül keringő, azaz a Naprendszer határain túl elhelyezkedő bolygó.

A bolygók természetesen rendkívüli módon kicsik és homályosak a csillagokhoz viszonyítva, amelyek szintén nagyon távol vannak a Naptól (a legközelebbi 4,22 fényévnyire). Elsőként Christian Huygens kísérelt meg teleszkóp segítségével megfigyelni más csillagok körül keringő bolygókat, még a XVII. században. Semmit nem sikerült megpillantania, hiszen ezek az égitestek még a korszerű, nagy teljesítményű teleszkópokkal sem láthatóak.

1995 decemberében a Michel Mayor és Didier Queloz genfi csillagászok, megfigyeléseket végezve Franciaországban az Observatoire de Haute-Provence csillagvizsgáló ELODIE spektrográfjával, elsőként fedeztek fel egy exobolygót. Egy különlegesen pontos spektrométer segítségével megállapították, hogy a Pegazus csillagkép 51. csillaga alig több mint négy földi napnyi periódussal „hintázik”. (A bolygó, csillaga körül keringve, gravitációs hatásával „megrángatja” azt, így a Doppler-effektus miatt megfigyelhetővé válik a színképvonalak eltolódása.) A felfedezésüket hamarosan igazolták Geoffrey Marcy és R. Paul Butler amerikai csillagászok. A Pegazus csillagkép 51. csillaga mellett keringő bolygó 1995. évi felfedezése megalapozta egy új csillagászati ágazat kialakulását - a Naprendszeren kívüli (exobolygók) kutatását. Az extraszoláris bolygók felfedezésének céljából a tudósok az utóbbi évtizedben több mint 3000 csillagot vizsgáltak meg, és több csillag mellett találtak 2, 3, sőt 4, 5 bolygóból álló rendszert. A bolygók többségét nem vizuális, hanem különböző nem közvetlen módszerekkel fedezték fel, vagyis nem a Föld felszínéről és nem űrtávcsövekkel.

4. Asztrometriai kettőscsillagok. Kialakulhatnak olyan szoros csillagpárok, amelyekben az egyik komponens vagy nagyon kisméretű, vagy nagyon kicsi a fényessége. Bár ebben az esetben az ilyen csillag megfigyelése nem sikerülhet, de a kettősség kimutatható. A fényesebb komponens keringésében periodikus ingadozások figyelhetőek meg az egyenes vonalú mozgáspályától hol az egyik, hol a másik

oldalra, mintha a tömegközéppont mozogna a pálya mentén. Ezek az ingadozások egyenesen arányosak a kísérő tömegével.

Az egyik legközelebbi csillag, a Ross 614 (fényessége 11,4^m, parallaxisa 0,25") vizsgálata alapján kiderült, hogy a csillag kitéréseinek amplitúdója a várható mozgásiránytól 0,36". A csillag keringési ideje a tömegközéppont körül 16,5 év.

Napjainkra több mint 5000 fedési kettőscsillag vált ismertté.

5. A csillagok tömege. A vizuális kettőscsillagok hosszan tartó tanulmányozása során a csillagászok meggyőződtek arról, hogy a komponensek látható mozgása ellipszis alakú pályán megy végbe, és eleget tesz a felületi törvénynek. Ebból következik, hogy a csillagok keringése a kettős rendszerekben is leírható Kepler törvényeivel, és engedelmeskedik Newton általános tömegvonzási törvényének.

A kettőscsillagok megfigyelései során kapott adatok alapján értékelhető a különböző típusú csillagok tömege. Az adatok elemzése alapján levonhatjuk a következtetéseket.

1. A csillagok tömege a 0,03 és 60 naptömeg közötti tartományban van. A legtöbb csillag 0,4-3 naptömeggel rendelkezik.

2. A csillagok tömege és luminozitása közötti összefüggés alapján lehetőségünk van az egyedülálló csillagok tömegének meghatározására a luminozitásuk alapján.

tömegtartományba eső csillag luminozitása egyenesen arányos

tömege negyedik hatványával

tömeg esetén a hatványkitevő

2, azaz L ~ M .

3. A csillag későbbi fejlődését az a tömeg határozza meg, amellyel a keletkezésekor rendelkezik.

4. Mivel a csillagok sugarának értéke tág határok között változik, az átlagsűrűségük 5 ■ 1СГ² és 3 • 10⁸ kg/m³ között ingadozik (hasonlítsátok össze a Nap sűrűségével - 1400 kg/m³).

KÉRDÉSEK A TANULTAKHOZ

1. Milyen csillagokat nevezünk kettőscsillagoknak? Hogyan osztályozzuk őket?

2. Mit nevezünk a fedési kettőscsillagok amplitúdójának és változási periódusának?

3. Magyarázzátok meg, miért megy végbe a színképvonalak elmozdulása a spektroszkópiai kettőscsillagok színképében!

4. Mivel magyarázható egyes kettőscsillagok fényváltozása?

5. Ki állapította meg elsőként, hogy a kettőscsillagok olyan rendszerek, amelyeket a gravitáció tart egyben, és Kepler törvényeinek megfelelően mozognak?

6. Nevezzétek meg az általatok ismert kettőscsillagokat!

7. Milyen csillagok létezhetnek hosszabb ideig, a kicsi vagy a nagy tömeggel rendelkezők?

8. Mivel magyarázható, hogy egyes kettőscsillagok egyik komponense az egyedülálló csillagokra nem jellemző színű fényt bocsát ki — zöldet, kéket vagy égszínkéket?

9. Mely kettőscsillagok komponensei láthatóak akár szabad szemmel is?

Ez a csillagászat tankönyve 11. évfolyamának anyaga Szirotyuk, Mirosnicsenko