Основни физически параметри на звездите
Звездите, както всички физически тела, имат определени физически свойства и параметри. Основните са: маса (M), радиус (R), светимост (мощност на излъчване - L), ефективна температура (T), ускорение на земното притегляне (измерено в логаритми - lgg), ъглова скорост на въртене (ω), напрегнатост на магнитното поле (H) и др. Физическите характеристики на звездите включват също химически състав и възраст. Много параметри са взаимосвързани, например светимостта зависи от масата на звездата, а ъгловата скорост зависи от температурата. Тъй като звездите са много далеч от нас, основните им параметри се определят косвено - чрез наблюдаваните параметри (величини, цветови показатели, спектър и разпределение на енергията в него и др.). Разгледайте физическите параметри по-подробно.
Маса- основният параметър, който определя еволюцията на звездата, процесите, протичащи в нея, продължителността на живота, както и други параметри на всички етапи от нейното съществуване. Масите на звездите обикновено се измерват в единици маса на Слънцето, за "нормалните" звезди те са приблизително 1/10 до 100 слънчеви маси. Долната граница на масата се определя от минималната стойност, при която поради гравитационната енергия ядрото на звездата може да се нагрее до температура, достатъчна за запалване на термоядрени реакции. Горната граница на звездните маси е ограничена от налягането на собственото им излъчване. От наблюдения е възможно да се определят масите само на двойни звезди, като се използва третият закон на Кеплер.
Радиуситена звездите варират в по-широк диапазон от техните маси. Звездите джуджета могат да имат радиус 10 пъти по-малък от слънцето, докато звездите гиганти са стотици пъти по-големи. В резултат на това светимостта на обикновените звезди може да бъде или десетки хиляди пъти по-малка, или стотици хиляди пъти по-малка.повече от Слънцето. В зависимост от етапа на еволюцията, размерите на една и съща звезда могат да варират значително.
Температура.Това е параметър, който характеризира състоянието на материята или радиационното поле. Само в случай на термодинамично равновесие всички температурни параметри съвпадат един с друг. Най-фундаменталната и използвана температура в астрономията е ефективната температура, която се определя от количеството енергия, излъчвана от звезда. Ако приемем, че звездата излъчва като абсолютно черно тяло, тогава нейната ефективна температура може да се определи от закона на Стефан-Болцман:
E = σ´T 4 ´4π´R 2 (5)
Тук E е мощността на излъчване на единица повърхност на звездата, σ е константата на Стефан-Болцман, T е ефективната температура на звездата и R е нейният радиус.
Химичният съставе един от основните параметри на една звезда, от който зависи нейната структура и спектърът на излъчваната радиация. Изследването на химичния състав на звездите е важно при решаването на общи научни проблеми, като произхода на химичните елементи, еволюцията на звездите, произхода и развитието на Вселената. Химичният състав на звездите и другите небесни тела се определя чрез спектрален анализ. Според химичния си състав звездите на нашата Галактика се делят на популации от I и II тип. Звездите от Популация I имат химичен състав, подобен на нашето Слънце, докато звездите от Популация II са относително обеднени на метали.
Сиянието на звездите. Общата мощност на излъчване на звезда в целия диапазон на електромагнитния спектър се нарича истинска или болометрична "светимост". Колкото по-голяма е масата на една нормална звезда, толкова по-голяма е нейната светимост; тя нараства приблизително пропорционално на куба на масата. Тази връзка между масата и светимостта е установена за първи път от наблюдения и по-късно е получила теоретична обосновка. звездна светимостОзначава се с буквата L и се измерва във ватове или в единици мощност на слънчевата радиация. Светимостта на Слънцето е 3,8 10 26 вата.
Ускорението на гравитацията.Ускорението на гравитацията на повърхността на звезда или, с други думи, силата на гравитационното поле, може да се изчисли, ако са известни нейната маса и размер, като се използва формулата:
където G е гравитационната константа.
Възраст.Възрастта на звездите се определя по различни методи: по позицията на звездата на диаграмата "спектър - светимост", по пространствено разположение в Галактиката, по химичен състав. Имайте предвид, че възрастта на звездите се определя много грубо, с голяма несигурност.