Переменные звезды, их типы и отличия от обычных звезд
По правде говоря, переменные звезды представляют собой небесные светила, у которых меняется яркость. Такие изменения происходят со временем и под влиянием происходящих физических процессов. Например, повлиять на блеск могут активность хромосферы, различные пульсации, затмения в тесной двойной системе, вспышки сверхновых и т.д.
На самом деле, у любого звёздного тела яркость не может иметь постоянное значение. Просто, у всех наблюдается разная степень колебаний блеска. Однако важно не перепутать звёздное мерцание с переменностью. Потому как мерцают тела из-за воздушной неустойчивости атмосферы Земли. А изменение яркости заметно, в первую очередь, при внеземных наблюдениях.
Итак, в астрономии к переменному типу относят светила, у которых было обнаружено изменение блеска хотя бы раз.
V838 Единорога
Собственно говоря, при наблюдении отмечают несколько важных моментов. Во-первых, период колебаний яркости. Во-вторых, амплитуду, то есть максимальное смещение значения от среднего показателя. В-третьих, форма кривой блеска и кривой лучевых скоростей.
Между прочим, смещения значения яркости может происходить периодами.
Типы переменных звезд
Как вы понимаете, главное отличие переменных звезд от обычных заключается в изменении и колебаниях яркости. Помимо этого, такие светила отличаются между собой.
В той или иной степени, все переменные звезды меняют свою светимость и блеск. Но главная разница состоит в причинах этих явлений. На этом, соответственно, основана их классификация.
Учёные выделили несколько основных групп. Они, в свою очередь, разделены на подгруппы. А вот ниже приведены наиболее обширные и распространённые типы.
Тройная переменная звезда Алголь
Затменно-переменные звезды
В сущности, являются тесной двойной системой. Где один компонент затмевает другой. В результате чего мы периодически видим то одно, то другое светило. А так как их яркость разная, то и наблюдаются в разное время по-разному. Например, когда наиболее яркая закрывает слабую, видно увеличение блеска и наоборот.
Подтипы:
- типа Алголя;
- типа β Лиры;
- типа W Большой Медведицы.
Шелиак (Бета Лиры)
Пульсирующие переменные звезды
Как оказалось, причиной их пульсаций является изменение объёма тела. Такие светила из-за неустойчивости между гравитацией и внутренним давлением то расширяются, то сжимаются. При этом фотосфера и размер излучающей поверхности светила увеличивается, что приводит к изменению температуры, цвета и блеска. Чаще всего подобные изменения носят периодический характер.
Поскольку этот класс довольно большой, то он включает многие подтипы:
- Долгопериодические цефеиды — могут быть классическими цефеидами (плоской составляющей галактики) или типа W Девы (сферической составляющей галактики).
- Медленные неправильные;
- Типа Миры Кита;
- Полуправильные;
- RR Лиры;
- RV Тельца;
- β Цефея или Большого пса;
- δ Щита;
- ZZ Кита;
- Магнитные α² Гончих Псов.
Эруптивные переменные звезды
К ним относят, в основном, светила с хотя бы одним зафиксированным изменением яркости или временами меняющие её. Прежде всего, природа таких колебаний связана с взрывами на поверхности, самих звёзд и в окружающей их среде.
Их разделяют на неправильные переменные и новые (новоподобные) звёзды.
Неправильные переменные звезды
Также относятся к пульсирующим, но не имеют стабильности в периодах. По данным учёных, предсказать их переменчивую природу практически невозможно. Хотя у некоторых представителей всё же удаётся выделить определённые циклы.
Стоит отметить, что часто их связывают с диффузными туманностями. Впрочем, данный тип ещё плохо изучен и их изучение продолжается.
К тому же, выделяют подклассы: UV Кита, BY Дракона и неправильные.
По факту, это не все типы физических переменных звезд. Однако космос содержит огромное их количество. Самые известные и популярные среди них, к примеру, Полярная звезда, Алголь, Бетельгейзе, Мира и Денеб.
Полярная звезда с Хаббла
Денеб
Переменный красный сверхгигант Бетельгейзе
Некоторые факты
Впервые переменные звезды были открыты в 1638 году. Именно тогда Иоганн Хольвард обнаружил, что Омикрон Кита, звезда Мира, пульсирует с периодичностью 11 месяцев. Правда, изначально её считали новой.
Сейчас же известно более 50 000 светил переменного типа. Причем большая часть располагается в нашей галактике.
Так как подобные объекты можно наблюдать даже невооружённым глазом, то они вызывают интерес не только у опытных астрономов, но и у обычных любителей. Более того, любой может открыть новое, еще не известное науке светило. В любом случае, наблюдать красочные звёздные вспышки интересно и увлекательно.
Переменная звезда Мира
Безусловно, изучение и исследование переменных звезд различного типа имеют важное значение для понимания их эволюции и устройства нашей Вселенной. Стоит отметить, что такие космические объекты в определённые моменты находятся в неустойчивом состоянии. Вдобавок, как уже было сказано, происходящие с ними процессы хорошо заметные и наблюдаются без труда.
Сегодня мы узнали какие звезды называют переменными, чем они отличаются от других и какие бывают. Надеюсь, вам было интересно!
Источник
Переменные звезды
Переменной называют звезду, если она способна менять яркость. То есть, ее видимая величина по какой-то причине периодически меняется для земного наблюдателя. Подобные изменения могут занимать годы, а порой всего секунды и граничат между 1/1000-й величины и 20-й.
Среди представителей переменных звезд в каталоги попало более 100000 небесных тел и еще тысячи выступают подозрительными переменными. Солнце также является переменной, чья светимость колеблется на 1/1000-ю величину, а период охватывает 11 лет.
История
Художественная интерпретация затменной двоичной системы, включающей цефеиду
История изучения переменных звезд начинается с Омикрона Кита (Мира). Дэвид Фабриций описал ее в качестве новой в 1596 году. В 1638 году Йоханнес Хогвальдс заметил ее пульсацию в течение 11 месяцев. Это стало ценным открытием, так как подсказывало, что звезды не выступают чем-то вечным (как утверждал Аристотель). Сверхновые и переменные помогли перешагнуть в новую эру астрономии.
Переменная звезда Мира, хвост которой можно наблюдать только в ультрафиолетовом диапазоне
После этого только за один век удалось отыскать 4 переменные типа Мира. Оказалось, что о них знали до появления в записях западного мира. Например, трое числилось в документах Древнего Китая и Кореи.
В 1669 году нашли переменную затмевающую звезду Алголь, хотя ее изменчивость сумел объяснить только Джон Гудрик в 1784 году. Третья – Хи Лебедя, найденная в 1686 и 1704 годах. За следующие 80 лет нашли еще 7.
С 1850 года начинается бум на поиски переменных, потому что активно развивается фотография. Чтобы вы понимали, с 2008 года только в Млечном Пути насчитывали больше 46000 переменных.
Характеристика и состав
У изменчивости есть причины. Это касается изменения светимости или массы, а также некоторых препятствий, мешающих свету поступать к Земле. Поэтому выделяют типы переменных звезд. Пульсирующие переменные звезды раздуваются и сжимаются. Двойные затменные теряют яркость, когда одна из них перекрывает вторую. Некоторые переменные представляют две близко расположенных звезды, обменивающиеся массой.
Можно выделить два главных типа переменных звезд. Есть внутренние переменные – их яркость меняется из-за пульсации, смены размера или извержения. А есть внешние – причина кроется в затмении, возникающем из-за обоюдного вращения.
На снимке центра Млечного Пути видны три переменных цефеиды. Их используют для определения дистанций и возраста объектов
Внутренние переменные звезды
Цефеиды – невероятно яркие звезды, превышающие солнечную светимость в 500-300000 раз. Периодичность – 1-100 дней. Это пульсирующий тип, способный резко расширяться и сокращаться за короткий срок. Это ценные объекты, так как с их помощью отмеряют дистанции к другим небесным телам и формированиям.
Переменная звезда класса цефеида RS Puppis
Среди других пульсирующих переменных можно вспомнить RR Лиры, у которой период намного короче, и она старше. Есть RV тельца – сверхгиганты с заметным колебанием. Если мы смотрим на звезды с длинным периодом, то это объекты типа Мира – холодные красные сверхгиганты. Полурегулярные – красные гиганты или сверхгиганты, чья периодичность занимает 30-1000 дней. Одна их наиболее популярных – Бетельгейзе.
Не забывайте про переменную цефеиды V1, которая отметилась в истории изучения Вселенной. Именно с ее помощью Эдвин Хаббл понял, что туманность, в которой она располагалась, это галактика. А значит, пространство не ограничивается Млечным Путем.
Катаклизматические переменные («взрывные») светятся из-за резких или очень мощных вспышек, создаваемых термоядерными процессами. Среди них присутствуют новые, сверхновые и карликовые новые.
Сверхновые – отличаются динамичностью. Количество извергаемой энергии порой превосходит возможности целой галактики. Могут разрастаться до величины 20, становясь в 100 миллионов раз ярче. Чаще всего, образуются в момент смерти массивной звезды, хотя после этого может остаться ядро (нейтронная звезда) или же сформироваться планетарная туманность.
Например, V1280 Скорпиона достигла максимальной яркости в 2007 году. За последние 70 лет ярчайшей была Новая Лебедя. Поразила всех также V603 Орла, взорвавшаяся в 1901 году. В течение 1918 года она не уступала по яркости Сириусу.
Карликовые новые – двойные белые звезды, переносящие массу, из-за чего производят регулярные вспышки. Есть симбиотические переменные – близкие двойные системы, в которых фигурирует красный гигант и горячая голубая звезда.
Извержения заметны на эруптивных переменных, способных взаимодействовать с другими веществами. Здесь очень много подтипов: вспыхивающие, сверхгиганты, протозвезды, переменные Ориона. Некоторые из них выступают бинарными системами.
Внешние переменные звезды
К затменным относятся звезды, которые периодически перекрывают свет друг друга в наблюдении. У каждой из них могут быть свои планеты, повторяющие механизм затмения, происходящий в системе Земля-Луна. Таким объектом является Алголь. Аппарату Кеплер НАСА удалось отыскать более 2600 затменных двойных звезд во время миссии.
Схема затмения у бинарной звезды
Вращающиеся – это переменные, демонстрирующие небольшие колебания в свете, создаваемые поверхностными пятнами. Очень часто это двойные системы, сформированные в виде эллипсов, что вызывает изменения яркости во время движения.
Пульсары – вращающиеся нейтронные звезды, вырабатывающие электромагнитное излучение, которое можно заметить только в случае, если оно направлено на нас. Световые интервалы можно измерить и отследить, потому что они точные. Очень часто их называют космическими маяками. Если пульсар вращается очень быстро, то теряет огромное количество массы за секунду. Их именуют миллисекундными пульсарами. Наиболее быстрый представитель способен за минуту совершить 43000 оборотов. Их скорость объясняется гравитационной связью с обычными звездами. Во время подобного контакта газ от обычной переходит к пульсару, ускоряя вращение.
В центре Млечного пути видно две пульсирующие звезды (цефеиды), играющие роль указателей космических дистанций
Будущие исследования
Важно понимать, что эти небесные тела чрезвычайно полезны астрономам, так как позволяют разобраться в радиусах, массе, температуре и видимости других звезд. Кроме того, они помогают проникнуть в состав и изучить эволюционный путь. Но их изучение – кропотливый и длительный процесс, для которого используют не только специальные приборы, но и любительские телескопы.
Некоторые переменные особенно важны, например, цефеиды. Они способствуют определению возраста целой Вселенной и открывают секреты далеких галактик. Переменные Мира раскрывают тайны нашего Солнца. Сверхновые много рассказывают о процессе расширения. В катаклизматических есть информация об активных галактиках и сверхмассивных черных дырах. Поэтому переменные звезды способны объяснить, почему некоторые вещи во Вселенной не стабильны.
Источник
Назовите известные вам типы переменных звезд звезды типа солнца
Типы переменных звёзд
Продолжаю серию статей «астрономический справочник». И сегодня рассмотрю ещё одну важную тему, которая пригодится вам при чтении статей из раздела «Космос» — переменные звёзды. По прошествии времени звёзды могут менять свою яркость (блеск), такие звёзды называются переменными. Переменные звёзды меняют свой блеск из-за физических изменений состояния самой звезды, а также из-за затмений, если речь идёт о двойных (кратных) системах — это затменно-переменные звёзды.
Бывают следующие типы физических переменных звёзд:
- пульсирующие — характеризуются непрерывными и плавными изменениями блеска: цефеиды, мириды, типа RR Лиры, неправильные, полуправильные;
- эруптивные — характеризуются неправильными, быстрыми и сильными изменениями блеска, вызванными процессами, носящими взрывообразный (эруптивный) характер: новые звёзды, сверхновые.
Переменные звёзды имеют специальные обозначения. Эти звёзды в каждом созвездии обозначают последовательностью букв латинского алфавита: R, S, Т, …, Z, RR, RS, …, RZ, SS, ST, …. ZZ, АА, …, AZ, QQ, …, QZ с добавлением названия соответствующего созвездия (RR Lyr). Таким образом можно обозначить 334 переменных звезды в каждом созвездии. Если количество превышает 334, то следующие обозначаются V 335, V 336 и т. д.
Затменно-переменные звёзды
Затменно-переменные звёзды — тесные пары звёзд, которые нельзя разделить даже в самые мощные телескопы, видимая звёздная величина меняется из-за периодически наступающих для наблюдателя с Земли затмений одного компонента системы другим. Звезда с большей светимостью — главная, с меньшей — спутник. Самыми популярными примерами являются: β Персея (Алголь) и β Лиры.
Из-за перекрытия одной звезды другой суммарная звёздная величина изменяется периодически.
Кривая блеска — график, который изображает изменение потока излучения звезды в зависимости от времени. Когда звезда имеет максимальную яркость, то это эпоха максимума, минимальную (или наибольшую звёздную величину) — эпохой минимума. Разность между максимумом и минимумом звёздных величин называется амплитуда, а временной интервал между двумя максимумами (минимумами) — периодом переменности.
Исходя из данных графика можно определить относительные размеры компонентов, получить общее представление об их форме. Минимальные значение (впадины) на графике могут отличаться по значению звёздной величины в зависимости от того, какая из звёзд перекрыла своего компонента: главная спутника или спутник главную.
На сегодня известно около 4000 затменных звёзд разных типов. Минимальный известный астрономами период обращения звёзд — чуть меньше часа, максимальный — 57 лет.
Источник