Спектры и химический состав звезд - Природа звезд
Важнейшие сведения о природе звезд астрономы получают, расшифровывая их спектры. Спектры большинства звезд, как и спектр Солнца, представляют собой спектры поглощения: на фоне непрерывного спектра видны темные линии.
Сходные между собой спектры звезд сгруппированы в семь основных спектральных классов. Они обозначаются прописными буквами латинского алфавита:
О-В-А-F-G-K-M
И располагаются в такой последовательности, что при пере ходе слева направо цвет звезды меняется от близкого к голубому (класс О), белому (класс А), желтому (класс О), красному (класс М). Следовательно, в том же направлении от класса к классу происходит убывание температуры звезд.
Таким образом, последовательность спектральных классов отражает различие цвета и температуры звезд, Внутри каждого класса существует разделение еще на десять подклассов. Например, спектральный класс F имеет такие под классы:
F0-F1-F2-F3-F4-F5-Fб-F7-F8-F9
Солнце относится к спектральному классу G2.
В основном атмосферы звезд имеют сходный химический состав: самыми распространенными элементами в них, как и на Солнце, оказались водород и гелий. Разнообразие звездных спектров объясняется прежде всего тем, что звезды имеют разную температуру. От температуры зависит физическое состояние, в котором находятся атомы вещества в звездных атмосферах по виду спектра, при невысоких температурах (красные звезды) в атмосферах звезд могут существовать нейтральные атомы и даже простейшие молекулярные соединения (С2 , СN, ТiО, ZrO и др.). В атмосферах очень горячих звезд преобладают ионизованные атомы.
Кроме температуры, вид спектра звезды определяется давлением и плотностью газа ее фотосферы, наличием магнитного поля, особенностями химического состава.
Рис. 35. Основные спектральные классы звезд
Спектральный анализ звездного излучения свидетельствует о сходстве их состава с химическим составом Солнца и об отсутствии неизвестных на Земле химических элементов. Различия во внешнем виде спектров различных классов звезд свидетельствуют о различиях их физических характеристик. Температура, наличие и скорость вращения, напряженность магнитного поля и химический состав звезд определяются на основе прямых спектральных наблюдений. Законы физики позволяют сделать выводы о массе звезд, их возрасте, внутреннем строении и энергетике, подробно рассмотреть все этапы эволюции звезд.
Почти все спектры звезд являются спектрами поглощения. Относительное количество химических элементов является функцией температуры.
В настоящее время в астрофизике принята единая классификация звездных спектров (табл. 2). По особенности спектров: наличию и интенсивности атомарных спектральных линий и молекулярных полос, цвету звезды и температуре ее излучающей поверхности звезды разделены на классы, обозначаемые буквами латинского алфавита:
C (= R - N)
W - O - B - F - G - K - M
S
Каждый класс звезд разделяется на десять подклассов (А0...А9).
Спектральные классы от О0 до F0 называются "ранними"; от F до М9 - "поздними". Некоторые ученые относят звезды классов R, N к классу G. Ряд звездных характеристик обозначается дополнительными маленькими буквами: у звезд-гигантов перед указанием класса ставится буква "g", у звезд-карликов - буква "d", у сверхгигантов - "с", у звезд с линиями излучения в спектре - буква "е", у звезд с необычными спектрами - "р" и т. д. Современные звездные каталоги содержат спектральные характеристики сотен тысяч звезд и их систем.
W ѕ O ѕ B ѕ A ѕ F ѕ G ѕ K ѕ M......... R... N.... S
Таблица 2.Спектральная классификация звезд
Класс |
Температура, К |
Цвет |
Характерные спектральные линии |
Типичные звезды |
W |
До 100000 |
Голубые |
Звезды типа Вольфа-Райе с линиями излучения в спектре |
S Золотой Рыбы |
O |
25000 - 35000 |
Голубовато-белые |
Линии поглощения Не+, N+, He, Mg+, Si++, Si+++ (знак + означает степень ионизации атомов данного химического элемента) |
Z Кормы, l Ориона, l Персея |
B |
15000 - 25000 |
Бело-голубые |
Линии поглощения Не+, He, Н, О+, Si++ Усиливаются к классу А; заметны слабые линии Н, Са+ |
E Ориона, a Девы, g Ориона |
A |
10000 |
Белые |
Линии поглощения Н, Са+ Интенсивны и усиливаются к классу F, появляются слабые линии металлов |
A Большого Пса, a Лиры, g Близнецов |
F |
7500 |
Желтоватые |
Линии поглощения Са+, Н, Fe+ кальция и металлов усиливаются к классу G. Возникают и усиливаются линия кальция 4226A и полоса углеводорода |
D Близнецов, a Малого Пса, a Персея |
G |
6000 |
Желтые |
Линии поглощения кальция Н и Са+ интенсивны; линия 4226A и линия железа довольно интенсивны; многочисленны линии металлов; линии водорода слабеют; интенсивна полоса G |
Солнце, a Возничего |
K |
4500 |
Оранжевые |
Линии поглощения металлов, Са+, 4226A интенсивны; линии водорода мало заметны. С подкласса К5 наблюдаются полосы поглощения окиси титана TiO |
A Волопаса, b Близнецов, a Тельца |
R |
3000 - 5500 |
Линии поглощения Са+, многих металлов и полосы поглощения молекул углерода |
R Северной Короны | |
N |
3000 - 5500 |
Мощные полосы поглощения молекул окиси циркония (ZrO) | ||
S |
3000 - 5500 |
Полосы поглощения молекул углерода С2 и циана СN | ||
M |
2000 - 3000 |
Красные |
Мощные полосы поглощения молекул окиси титана TiO, VO и других молекулярных соединений. Заметны линии поглощения металлов Са+, 4226A ; полоса G слабеет |
A Ориона, a Скорпиона, o Кита, Проксима Центавра |
Р |
Планетарные туманности | |||
Q |
Новые звезды |
Таблица 3. Усредненные характеристики звезд основных спектральных классов, находящихся на главной последовательности (арабские цифры - десятичные подразделения внутри класса): SP - спектральный класс, MB - абсолютная болометрическая звездная величина, TЭф - эффективная температура, M, L, R - соответственно масса, светимость, радиус звезд в солнечных единицах, tM - время жизни звезд на главной последовательности:
SP |
MB |
M/M¤ |
L/L¤ |
R/R¤ |
TЭф, K |
TM, лет |
O5 |
- 10,1M |
60 |
790000 |
14 |
44000 |
3 Ч 106 |
B0 |
- 7,1 m |
16 |
52000 |
7,4 |
30000 |
107 |
B5 |
- 2,7 m |
7 |
830 |
3,9 |
15400 |
3 Ч 107 |
A0 |
+ 0,3 m |
3 |
54 |
2,4 |
12500 |
2 Ч 108 |
A5 |
+ 1,7 m |
2 |
14 |
1,7 |
8200 |
6 Ч 108 |
F0 |
+2,6 m |
1,8 |
6,5 |
1,5 |
7200 |
2 Ч 109 |
F5 |
+ 3,4 m |
1,5 |
3,2 |
1,4 |
6400 |
3 Ч 108 |
G0 |
+ 4,2 m |
1,05 |
1,5 |
1,1 |
6000 |
5 Ч 108 |
G5 |
+ 4,9 m |
0,92 |
0,8 |
0,92 |
5800 |
1,2 Ч 1010 |
K0 |
+ 5,6 m |
0,78 |
0,4 |
0,85 |
5200 |
1,5 Ч 1010 |
K5 |
+ 6,7 m |
0,69 |
0,15 |
0,72 |
4400 |
2 Ч 1010 |
M0 |
+ 7,4 m |
0,51 |
0,08 |
0,60 |
3800 |
5 Ч 1010 |
M5 |
+ 9,6 m |
0,2 |
0,01 |
0,27 |
3200 |
2 Ч 1011 |
M8 |
+ 11,9 m |
0,1 |
0,001 |
0,11 |
2600 |
1012 |
Похожие статьи
-
По мере повышения температуры состав частиц, способных существовать в атмосфере звезды, конечно, упрощается. Спектральный анализ звезд классов О, B, A...
-
Спектры звезд и их химический состав - Основные звездные характеристики. Рождение звезд
Исключительно богатую информацию дает изучение спектров звезд. Уже давно спектры подавляющего большинства звезд разделены на классы. Последовательность...
-
Химический состав звезды - Удивительные и невероятные факты о космосе
В списке всех звезд, которые относятся к первым четырем классам, преобладают линии гелия и водорода, по мере снижения температуры обнаруживаются линии...
-
Спектры звезд - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Исключительно богатую информацию дает изучение спектров звезд. Сейчас принята так называемая гарвардская спектральная классификация. В ней десять...
-
ВВЕДЕНИЕ, ЦВЕТ И СПЕКТР ЗВЕЗД - Цвет и температура звезд
Звезды - небесные тела, в которых идут термоядерные реакции. Это наиболее распространенные объекты Вселенной. Более 98% массы видимого космического...
-
Химический состав звезд - Измерение количественных и качественных характеристик звезд
Химический состав ядра звезды с помощью спектрального анализа определить невозможно; можно только предполагать, исходя из теоретических расчетов....
-
Другие приборы., Типы спектров - Измерение количественных и качественных характеристик звезд
Также в астрономии используются приборы, позволяющие разложить свет на спектр (спектрограф), измерить яркость звезды (фотометры) и измерить тепло,...
-
Линии поглощения в спектрах звезд - Звезды в фокусе телескопа
Рис. 8. Участок спектра звезды с линией поглощения для центра ее диска (а) и для края диска (б) До сих пор говорилось о непрерывном спектре звезды....
-
Химический состав звезд - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Химический состав наружных слоев звезды, откуда к нам "непосредственно" приходит их излучение, характеризуется полным преобладанием водорода. На втором...
-
Причина свечения комет и их химический состав - Яркие кометы в астрономии
Во времена Ломоносова еще ничего не было известно о законе изменения блеска комет и тем более об их спектрах. Однако Михаил Васильевич Ломоносов со...
-
Спектральная характеристика звезд - Особенности теории конца жизни звезд
Более полную информацию о природе излучения звезд дает спектр. Спектральный аппарат, устанавливаемый на телескопе, при помощи специального оптического...
-
Механизмы поглощения и испускания в непрерывном спектре - Звезды в фокусе телескопа
Звезд внеатмосферный спектр поглощение Фотоны рождаются и гибнут при взаимодействии с заряженными частицами, прежде всего с электронами. Фотон...
-
Открытие двойных звезд - Природа звезд
Чаще всего двойные звезды определяются либо по необычному движению более яркой из двух, либо по их совместному спектру. Если какая-нибудь звезда...
-
Классификация звездных спектров - Образование и эволюция звезд
Класс Особенности спектров Темп-ра, К Типичные звезды O Линии HI, HeI, HeII многократно ионизованных Si, C, N, O (SiIV, CIV, CIII, NIII и др.) 40-28 тыс....
-
Внутреннее строение, Химический состав - Юпитер среди планет Солнечной системы
Химический состав Изобилие элементов в соотношении с водородом На Юпитере и Солнце5 Элемент Солнце Юпитер/Солнце He/H 0.0975 0.807 ± 0.02 Ne/H...
-
Пульсирующие переменные звезды - Природа звезд
Некоторые из наиболее правильных переменных звезд пульсируют, сжимаясь и снова увеличиваясь - как бы вибрируют с определенной частотой, примерно так, как...
-
Классификация Сверхновых, кривые блеска и спектры - Сверхновые звезды
Звездообразование астрономия телескоп Прежде чем делать какие-то выводы о физической природе явления, необходимо иметь полное представление о его...
-
Неправильные переменные звезды, Вспыхивающие звезды - Природа звезд
R Северной Короны и звезды, подобные ей, ведут себя совершенно непредсказуемым образом. Обычно эту звезду можно разглядеть невооруженным глазом. Каждые...
-
Телескопы, предназначенные для проведения фотографических наблюдений, называются астрографами. Преимущества астрофотографии перед визуальными...
-
Радиусы звезд, Массы звезд - Природа звезд
Используя самую современную технику астрономических наблюдений, удалось в настоящее время непосредственно измерить угловые диаметры (а по ним, зная...
-
Светимости звезд - Природа звезд
Светимость звезд - количество энергии, излучаемое их поверхностью в единицу времени - зависит от скорости выделения энергии и определяется законами...
-
Цвет и температура звезд - Природа звезд
Во время наблюдений звездного неба вы могли заметить, что цвет звезд различен. Подобно тому как по цвету раскаленного металла можно судить о его...
-
Химический состав Земли - Структура Солнечной системы
Химический состав коры изучается непосредственно, информацию о составе недр Земли получают опять же с помощью сейсмических волн. Как? По зависимости (r),...
-
Введение - Звезды в фокусе телескопа
Все, что мы знаем о звездах, выводится гл. обр. из анализа их излучения - видимого, ультрафиолетового и инфракрасного. Это излучение выходит из...
-
Светимость как характеристика, Цвет и температура звезд - Особенности теории конца жизни звезд
Когда были измерены расстояния до ярких звезд, стало очевидным, что многие из них по светимости значительно превосходят Солнце. Если светимость Солнца...
-
ПОКАЗАТЕЛЬ ЦВЕТА, СПЕКТРАЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ - Цвет и температура звезд
Спектр звезды и ее температура тесно связаны с показателем цвета, т. е. с отношением яркостей звезды в желтом и голубом диапазонах спектра. Закон Планка,...
-
Заключение, Список литературы - Природа звезд
1. Звезды - отдельный самостоятельный тип космических тел, качественно отличающийся от других космических объектов. 2. Звезды - один из наиболее...
-
Средние плотности звезд - Природа звезд
Средние плотности звезд изменяются в интервале от 10-6 г/см3 до 1014 г/см3 - в 1020 раз! Так как размеры звезд различаются значительно больше, чем их...
-
Строение и набор составляющих Нептун элементов, вероятно, подобны Урану: различные "льды" или отвердевшие газы содержанием около 15% водорода и...
-
Жизненный цикл звезды - Природа звезд
Обычная звезда, такая, как Солнце, выделяет энергию за счет превращения водорода в гелий в ядерной печи, находящейся в самой ее сердцевине. Солнце и...
-
Физическая природа звезд - Природа звезд
Мы уже знаете, что звезды -- это далекие солнца, по этому, изучая природу звезд, мы будем сравнивать их физические характеристики с физическими...
-
Звезда переливается через край - Природа звезд
Одним из поразительных результатов переноса массы в двойных звездах является так называемая вспышка новой. Одна звезда расширяется так, что заполняет...
-
Химический состав и физические условия - Планета Нептун
Строение и набор составляющих Нептун элементов, вероятно, подобны Урану: различные "льды" или отвердевшие газы с одержанием около 15% водорода и...
-
Тесные двойные звезды - Природа звезд
В системе близко расположенных двойных звезд взаимные силы тяготения стремятся растянуть каждую из них, придать ей форму груши. Если тяготение достаточно...
-
Гиганты и карлики - Природа звезд
Самые массивные звезды одновременно и самые горячие, и самые яркие. Выглядят они белыми или голубоватыми. Несмотря на свои огромные размеры, эти звезды...
-
Нормальные звезды - Природа звезд
Все звезды в основе своей похожи на наше Солнце: это огромные шары очень горячего светящегося газа, в самой глубине которых вырабатывается ядерная...
-
Введение, Звезды. Виды звезд - Природа звезд
С точки зрения современной астрономии звезды являются небесными телами, подобными Солнцу. Они удалены от нас на огромные расстояния и поэтому...
-
Звезды рождаются, Межзвездный газ - Основные звездные характеристики. Рождение звезд
Межзвездный газ Потребовалось, однако, тысячелетнее развитие науки, чтобы человечество осознало простой и вместе с тем величественный факт, что звезды -...
-
Солнце как звезда - Физика солнечных явлений
Рис. 1. Фотография диска Солнца. Заметно потемнение диска к краю, видны пятна Солнце - газовый, точнее плазменный, шар (рис. 1). Радиус Солнца R _ =...
-
Двойные звезды - Природа звезд
Примерно половина всех звезд нашей Галактики принадлежит к двойным системам, так что двойные звезды, вращающиеся по орбитам одна вокруг другой, явление...
Спектры и химический состав звезд - Природа звезд