Видове променливи звезди: цефеида, пулсираща и катаклизмична

Разрешена 50-годишна мистерия на странни пулсиращи звезди

Впечатлението на художника за затъмняващата двоична система, включително пулсираща звезда, наречена променлива Цефеида. (Изображение: ESO / L. Calçada)



Променлива звезда е съвсем просто звезда, която променя яркостта. Една звезда се счита за променлива, ако видимата й величина (яркост) се промени по някакъв начин от нашата гледна точка на Земята. Тези промени могат да настъпят с години или само части от секундата и могат да варират от една хилядна от величината до 20 величини. Повече от 100 000 променливи звезди са известни и са каталогизирани, а хиляди други са предполагаеми променливи. Нашето собствено слънце е променлива звезда; енергийната му мощност варира с приблизително 0,1 процента или една хилядна от величината му за 11-годишен слънчев цикъл.

История на променливите звезди

Първата съвременна идентифицирана променлива звезда е Omicron Ceti, по -късно преименувана на Mira. Описан е като нова през 1596 г. от Дейвид Фабриций. През 1638 г. Йоханес Холуардс наблюдава Омикрон Чети пулсиращ в редовен 11-месечен цикъл. Това беше важно откритие, тъй като помогна да се потвърди, че звездите не са вечни и неизменни, както са вярвали древните философи като Аристотел. Откриването на променливи звезди, заедно с доклади за свръхнови, проправи пътя за развитие на науката за астрономията.

В абстрактно на беседа, отпразнувана за честването на 400thГодишнината от откриването на Мира, Дорит Хофлейт, от университета в Йейл, каза: В рамките на първия век след Фабриций бяха открити четири променливи от типа Мира и във всички случаи беше установено, че звездите са подозирани като нови много преди официалния им „откритие в Западния свят. Три от четирите са записани като нови в ранните китайски или корейски записи.



През 1669 г. втора променлива звезда е идентифицирана от Джеминиано Монанари. Това беше затъмняваща променлива, наречена Алгол, въпреки че нейната променливост беше обяснена едва повече от сто години по -късно от Джон Гудрике през 1784 г. Третата променлива звезда, За Cygni , се наблюдава през 1686 г. и през 1704. През следващите 80 години бяха идентифицирани още седем променливи звезди.

От 1850 г. са наблюдавани множество променливи звезди - процес, подпомогнат от развитието на фотографията. Към 2008 г. повече от 46 000 променливи звезди в галактиката Млечен път са включени в Общия каталог на променливите звезди.

Характеристики и състав на променливите звезди

Има няколко причини за променливост. Те включват промени в яркостта на звездата или в масата на звездата и препятствия в количеството светлина, което достига до Земята. Пулсиращите променливи набъбват и се свиват. Затъмняващите се двоични файлове стават по -слаби, когато спътникова звезда се движи отпред, след което се осветяват, когато затварящата се звезда се отдалечава. Някои от идентифицираните променливи звезди всъщност са две много близки звезди, които обменят маса, когато едната вземе атмосфера от другата.



Има две различни категории променливи звезди. Вътрешните променливи са звезди, чиято яркост физически се променя поради пулсации, изригвания или чрез подуване и свиване. Външните променливи са звезди, които се променят в яркостта поради затъмнение от звездно въртене или от друга звезда или планета.

Три променливи звезди на Цефеида, пулсиращи звезди, използвани за измерване на разстоянието и възрастта на обектите, са видими в този изглед към сърцето на Млечния път. Това изображение е направено с помощта на Южноафриканската астрономическа обсерватория и е пуснато на 24 август 2011 г.

Три променливи звезди на Цефеида, пулсиращи звезди, използвани за измерване на разстоянието и възрастта на обектите, са видими в този изглед към сърцето на Млечния път. Това изображение е направено с помощта на Южноафриканската астрономическа обсерватория и е пуснато на 24 август 2011 г.(Изображение кредит: Н. Мацунага)

Вътрешни променливи



Цефеидни променливиса много светещи звезди, 500 до 300 000 пъти по -големи от слънцето, с кратки периоди на промяна, които варират от 1 до 100 дни. Те са пулсиращи променливи, които се разширяват и свиват драстично за кратък период от време, следвайки определен модел. Астрономите могат да правят измервания на разстояние до цефеида, като измерват променливостта на нейната яркост, което ги прави много ценни за науката.

Други пулсиращи променливи включват RR Lyrae звезди, които са с кратък период, по -стари звезди, които не са толкова големи, колкото цефеидите; и RV Tauri звезди, супергиганти с по -големи вариации на светлината. Дългопериодните пулсиращи променливи включват клас Mira, които са студени червени супергиганти с големи пулсации; и полурегулярни, които са червени гиганти или супергиганти с по -дълги периоди, които могат да варират от 30 до 1000 дни. Една от най-известните полурегулярни променливи е Бетелгейзе . Установени са и нередовни пулсиращи променливи. Обикновено това са червени свръхгиганти, но много малко проучвания са направени върху тях.

Що се отнася до промяната на възприятието на астрономите за Вселената, променливата Цефеида V1 изигра една от ключовите роли. Важната променлива звезда позволи на американския астроном Едуин Хъбъл за да се определи, че филмовата мъглявина, в която се намира, всъщност е друга галактика изцяло, демонстрирайки, че Млечният път не съдържа цялата Вселена.

„V1 е най -важната звезда в историята на космологията“, каза астрономът Дейв Содерблом от Научния институт за космически телескопи (STScI) в Мериленд изявление . „Това е забележително откритие, което доказа, че Вселената е по -голяма и пълна с галактики.

Катаклизмични променливи (наричани още експлозивни променливи)изсветляват поради остри или насилствени изблици, причинени от термоядрени процеси на повърхността или дълбоко вътре. Те включват звезди от двоичен тип, като две близки звезди имат взаимен ефект върху масата. Свръхнови, Нови, Периодични Нови и Джуджета Нови са група звезди, които имат драматично или внезапно увеличение на величината, обикновено поради звездна експлозия.

  • Свръхнови са най -драматичните, като понякога излъчват толкова енергия, колкото цялата галактика. Те могат да увеличат повече от 20 величини, като станат приблизително сто милиона пъти по -ярки. Свръхновите обикновено представляват смъртта на масивна звезда, въпреки че ядрото може да остане като неутронна звезда или остатъци могат да образуват мъглявини.
  • Novae и Recurrent Novae са близки двоични системи, които са променливи поради експлозии на повърхността, но звездата не е унищожена. Nova Scorpii, която получи пикова яркост през 2007 г., е най -ярката, наблюдавана през последните години; Nova Cygni е най -ярката, наблюдавана през последните 70 години. Най -ярката измерена нова от 1901 г. насам е Нова Акуила, която през 1918 г. блести почти толкова ярко, колкото Сириус, най -ярката звезда на небето.
  • Джуджетата Novae са двойни бели звезди, които пренасят маса и предизвикват изблици на редовни вариации. Друга форма на експлозивна променлива са симбиотични звезди, близки двойни системи с червен гигант и гореща синя звезда, заплетена в облак прах или газ.

Еруптични променливиса звезди с изригвания или пламъци на повърхността или взаимодействие с друга междузвездна материя. В тази категория има доста подтипове, включително светещи сини променливи, бликащи звезди, свръхгиганти, протозвезди и променливи на Орион. Някои еруптични променливи са близки двоични системи.

Отворете Star Cluster Messier 50

Външни променливи

Затъмняващи бинарни звездиса звезди, които преминават една пред друга, причинявайки колебания и затъмняващи светлината, видяна на Земята. Затъмняващите се двойни звезди могат да имат свои собствени планети, които затъмняват светлината си подобно на лунно затъмнение на Земята. Една от най-известните затъмняващи бинарни звезди е Алгол.

Космическият кораб на НАСА за лов на планети, Кеплер, е открит над 2600 затъмняващи двоични звезди по време на мисията си.

Въртящи се звездиса променливи звезди, които показват малки промени в светлината, причинени от петна от светли петна по повърхностите им. Те могат да имат ярки петна по магнитните полюси. Въртящите се звезди често са двоични системи и могат да имат несферична или елипсоидална форма, което причинява промени в яркостта при тяхното движение.

  • Пулсарите са въртящи се неутронни звезди-ядрото на дълго взривени свръхнови-които излъчват електромагнитно излъчване, което се вижда само когато лъчът е насочен към Земята. Пулсарите произвеждат точни, измерими светлинни интервали и често се сравняват с фарове, тъй като периодично пометат енергийни лъчи, докато обикалят.
  • Някои бързо въртящи се пулсари въртят масата си с размер на града няколко пъти в секунда; те са известни като милисекундни пулсари . Най -бързият известен милисекунден пулсар се върти 43 000 пъти за минута. Според НАСА , Смята се, че милисекундните пулсари постигат такива скорости, тъй като са гравитационно свързани в двоични системи с нормални звезди. През част от техния звезден живот газът тече от нормалната звезда към пулсара. С течение на времето въздействието на този падащ газ постепенно завърта въртенето на пулсара.

Тази снимка, направена от астрономи с помощта на Южноафриканската астрономическа обсерватория, показва центъра на нашата галактика Млечен път и две подобни на маяк пулсиращи звезди, известни като цефеиди, които служат като указатели за разстояние на астрономите. Това изображение е пуснато на 24 август 2011 г.

Тази снимка, направена от астрономи с помощта на Южноафриканската астрономическа обсерватория, показва центъра на нашата галактика Млечен път и две подобни на маяк пулсиращи звезди, известни като цефеиди, които служат като указатели за разстояние на астрономите. Това изображение е пуснато на 24 август 2011 г.(Изображение кредит: Н. Мацунага)

Променливи звезди: бъдещи изследвания

Изследванията върху променливите звезди са изключително важни, тъй като дават на учените информация за свойствата на звездата на масата, радиуса, температурата и светимостта, както и информация за структурата и състава на звездата и как тя е еволюирала. Разбирането на природата на променливите звезди изисква системно наблюдение на поведението в продължение на много десетилетия. Променливите звезди се анализират визуално и с фотографски, фотоелектрически и калибрирани техники, свързани със зарядно устройство (CCD). Астрономите аматьори играят важна роля в събирането на данни и изпращането на наблюдения на Международна база данни AAVSO .

В рамките на различните категории променливи някои са особено ценни за астрономията, тъй като тяхната променливост може да бъде измерена. Изследването на променливите Цефеида помага да се определи възрастта на Вселената и е предоставило информация за далечните галактики. Изследванията на променливите Mira са важни за нашето разбиране за нашето Слънце. Свръхнови ни дават представа за това как Вселената се разширява

Катаклизмичните променливи помагат при разбирането на активните галактики и свръхмасивните черни дупки. Променливите звезди са специфична област на изследване в астрономията, като предоставят важна информация за това как и защо нещата се променят с течение на времето. Те играят значителна роля в нашето разбиране за Вселената.

Допълнителен доклад от Нола Тейлър Ред, сътрудник на demokratija.eu

Допълнителни ресурси