Астрономія. Урок 14. Змінні зорі. Еволюція зір

Тип: Урок.
Наука: Астрономія.
Формат: docx.
К-сть сторінок: 8.
Короткий опис:

Мета: розглянути основні типи змінних зір, сформувати уявлення учнів про нові, наднові, нейтронні зорі та чорні діри; розкрити особливості еволюції зір.
Основні поняття: фізично змінні зорі, цефеїди, нові зорі, наднові зорі, нейтронні зорі, пульсари, чорні діри, гравітаційний радіус, еволюція зір.
Учні повинні мати уявлення про: основні типи змінних зір; принцип визначення відстаней за допомогою цефеїд; еволюцію зір.
Учні повинні знати: що таке нова та наднова зоря.
Учні повинні вміти: пояснити природу виникнення нейтронної зорі, чорної діри.

Загальна структура та зміст уроку

I. Перевірка домашнього завдання

Запитання та завдання для бесіди:

– Який принцип побудови діаграми «спектр – світність»?

– Яка природа спектрально подвійних та затемнювано-подвійних систем?

– Що таке річний паралакс? Які методи визначення відстаней до зір вам відомі?

– Як називаються найбільші та найменші зорі?

II. Вивчення нового матеріалу

Якщо протягом кількох вечорів спостерігати за зорею β Персея, то помітно, що її блиск змінюється. Цю властивість зорі виявили середньовічні арабські астрономи. Усі зірки світять рівномірно, а одна чомусь періодично підморгує, от її і назвали Ель-Гуль (диявол). Із часом назва перетворилася на Алголь. У 1784 році англійський астроном Дж. Гудрайк (1764-1786) виявив змінність зір β Ліри та β Цефея і встановив строгу періодичність змін блиску Алголя. З часом виявлено понад 30000 змінних зір. Усіх їх можна поділити на дві групи: затемнювано-змінні та фізичні змінні зорі.

Затемнювано-змінні зорі, наприклад, Алголь, — це ще одна назва затемнювано-подвійних. У процесі обертання компоненти періодично закривають один одного від спостерігача. Зміну видимої зоряної величини таких зір від часу зображають у вигляді графіка. Вигляд кривої залежить від розмірів, форми, маси, світності компонентів і відстані між ними. Для Алголя крива блиску зображена на рис. 1. Поки затемнення нема, блиск майже незмін¬ний (ділянки ВС та DE на графіку). Якщо головна зоря затемнюється менш яскравим супутником, блиск різко зменшується (ділянка АВ) — настає голо¬вний мінімум. Якщо супутник заходить за головну зорю, то блиск змінюється мало (ділянка CD) — настає вторинний мінімум. Період змінності Алголя становить 2 доби 20 год 48 хв. До речі, алголями називають цілий клас змінних зір.

Фізичними змінними зорями називають зорі, причиною зміни світності яких є процеси в надрах. Прикладом є зоря Міра. У нашій Галактиці і за її межами виявлено десятки тисяч фізичних змінних зір. Усіх їх поділяють на дві групи: пульсуючі змінні зорі та спалахуючі змінні зорі.

Причиною зміни світності пульсуючих зір є їх стиски та розширення. При стиску зорі розміри її фотосфери зменшуються, а температура зростає. Відповідно підвищується світність та блиск. При розширені, навпаки; температура і блиск спадають. Пульсувати можуть лише гіганти та надгіганти.

Чергування розширень та стисків деяких зір відбуваються хаотично. Але багато змінних зір пульсують строго періодично зі значною точністю. Такі пульсуючі змінні зорі, блиск яких плавно і періодично змінюється, називаються цефеїдами. Назва походить від зорі δ Цефея — добре вивченої представниці цього класу зірок. Із періодом 5 діб 8 год 47 хв її видима зоряна величина змінюється від 3,5 до 4,4. При цьому температура поверхні зорі коливається від 5500 К до 6700 К. Радіус зорі при пульсуванні змінюється від 3,5•107 км до 3,9•107 км.

Усі цефеїди є жовтими надгігантами спектральних класів р і С. Амплітуда зміни блиску різних цефеїд лежить у межах 0,5-2 зоряної величини. Найменшу амплітуду коливань світності має Полярна зоря — одна з найближчих цефеїд (із періодом 3 доби 16 год 5 хв її видима зоряна величина змінюється від 1,94 до 2,05).

За періодом змінності цефеїди поділяються на:

• довгоперіодичні (період від 1 доби до 70 діб);

• короткоперіодичні (період від 80 хв до 1 доби).

Завантажити

 Завантажити