Змінні зорі: їх відкриття, дослідження та спостереження

Міністерство освіти і науки молоді та спорту України Вінницький обласний центр технічної творчості учнівської молоді

Колоквіум: «Космос. Людина. Духовність»

Секція: «Космос у лабораторії»

Реферат

«Змінні зорі: їх відкриття, дослідження та спостереження»

Виконала Паскаренко Ангеліна Володимирівна Науковий керівник: Почапська Надія Іванівна

м. Вінниця 2013р.

Зміст

Вступ

1. Змінні зорі. Історія відкриття

2. Затемнювані зорі

3. Фізично — змінні зорі

4. Класифікації змінних зір

4.1 Цефеїди

4.2 Віргініди

4.3 Ліриди

5. Види змінних зір

5.1 Молоді змінні зорі

5.2 Змінні Хаббла-Сендіджі

5.3 Карликові цефеїди

5.4 Спектральні змінні зорі

6. Еволюція зір

7. Спостереження змінних зір Висновок Джерела інформації

Додатки

Умовні позначення

М — абсолютна зоряна величина;

n^m? видима зоряна величина об'єкта;

n^g, a? період блиску зірки у добах.

Вступ

Будь-яку зірку можна назвати змінною — з часом її блиск і навіть колір міняються. Зміни відбуваються настільки повільно, що людського життя не вистачить для того, щоб їх виявити. Недарма із глибокої давнини зоряне небо вважалося у багатьох народів головним символом незмінності й вічності.

Змінні зорі - зорі, у яких спостерігається зміна блиску. Взагалі блиск будь-якої зірки тією чи іншою мірою змінюється із часом. Але змінними називають зорі, в яких зміна блиску була надійно зафіксована на досягнутому рівні техніки спостереження. Зірка відноситься до змінних, якщо її блиск зазнав змін хоча б один раз. На даний момент існує незліченна кількість змінних зірок. Науковці не мають змоги їх повністю дослідити і ми — астрономи-любителі, повинні допомагати їм. Наше завдання — допомога науковцям у вивченні цього прекрасного явища — змінних зір.

Вивчення змінних зір є важливим завданням сучасної астрофізики. Вирішення багатьох питань потребує масових спостережень блиску змінних зір. Кожна змінна зірка потребує постійного спостереження за нею, а їх нам відомо — майже 20 тисяч.

Спостереження змінних зір має величезну наукову цінність. Кожен учень чи викладач, який цікавиться астрономією, може зробити свій внесок у вивчення змінних зір. Адже для цього буває достатньо бінокля чи невеличкого телескопа. От і я, ще початківець, зацікавилась спостереженнями змінних зірок.

Мета роботи:

v систематизувати її для кращого сприйняття любителями астрономії,

v графічно зобразити сузір'я та відмітити розташування в них змінних зірок,

v використати мої графічні зображення для ілюстрації тексту та презентації,

v проведені мною спостереження змінних зір представити у вигляді таблиці,

v розробити вікторину по даній темі для перевірки засвоєння матеріалу учнями,

v опублікувати відповіді до питань вікторини.

Робота може бути використана юними астрономами, вчителями на уроках астрономії в школах та в гуртках для поглибленого вивчення даної теми.

Моя розробка була презентована на обласній конференції юних астрономів.

1. Змінні зорі. Історія відкриття

Регулярні спостереження астрономів за зоряним небом є підґрунтям того, що багато відомостей про незвичайні явища — появу комет, сонячні та місячні затемнення, падіння метеоритів — протягом багатьох сотень років заносилися в хроніки та літописи.

Саме поява яскравої нової зірки в сузір'ї Скорпіона в 134 році до нашої ери надихнула Гіппарха на складання каталогу зірок.

Рис. 1. Давньогрецький астроном Гіппарх (190−125рр. до н.е.)

Вчений Тіхо де Браге детально описав спалахуючу в сузір'ї Кассіопеї в 1572 році настільки яскраву нову зірку, що її можна було спостерігати вдень при повному сонячному освітленні!

Рис.2. Астроном з Данії Тіхо де Браге (1546−1601рр.)

Завдяки роботі Тіхо де Браге астрономи дізналися про існування змінних зірок дуже давно, хоча вони не звернули на них увагу. Не було зроблено ніяких спроб пояснення явища. Тепер ми знаємо, що спалах нової зірки є результатом її вибуху.

Рис.3. Максимум блиску наднової

Змінність зірок спричинена не тільки вибуховими явищами. Перша регулярно змінююча свій блиск зірка була відкрита в 1596 році Давидом Фабриціусом. Визначаючи видиме положення однієї із планет, Фабриціус помітив невідому йому зірку другої зоряної величини в сузір'ї Кита. Вчений спостерігав за зіркою до тих пір, доки вона не сховалася для неозброєного ока. Цю зірку астроном назвав Міра, що означає «чудесна». Зірка була позначена як омікрон Кита. Було відкрито, що її блиск змінюється періодично, максимуми блиску повторюються в середньому через 331,6 доби.

Рис. 4. Німецький астроном Давид Фабриціус (1564−1617рр.)

Першим астрономом, який проявив підвищений інтерес до вивчення змінних зірок, був італієць Монтанарі (1633−1687). Він відкрив змінність зірки Персея — Алголя.

Монтанарі здійснював пошуки й інших змінних зірок.

Рис. 5 Персей

Регулярні спостереження змінних зірок в кінці XVIII століття розпочали двоє молодих англійських астрономів Едуард Піготт і Джон Гудрайк. Астроном Гудрайк — не тільки спостерігав, а ще й пояснив змінність Алголя. Він встановив, що Алголь періодично, через кожні 2 доби 20 годин і 49 хвилин послаблює свій блиск, це відбувається через затемнення яскравої зірки її менш освітленішим супутником. Крім Алголя, Гудрайк відкрив ще одну затемненно — подвійну зірку Ліри та змінність зірки Цефея.

Рис. 6. Джон Гудрайк (1764−1786рр.)

Він відкрив та спостерігав ще дві змінні зірки: R Північної Корони та R Щита Едуард Піготт (1750−1786рр.). Кожна з них є представницею особливого типу змінних зірок.

В 1783 році Гудрайк відкрив змінність зірки Орла.

Таким чином, на початку XIX століття були відкриті майже всі головні типи змінних зірок:

Ш затемнені,

Ш довгоперіодичні,

Ш наднові,

Ш наполовину правильні зірки.

Це не дивлячись на той факт, що складений Піготтом каталог змінних зірок включав в себе тільки 12 небесних світил.

Видатні астрономи, які зробили найбільший вклад в науку про змінні зорі.

Фрідріх Вільям Август Аргеландер розробив спосіб візуальної оцінки блиску змінних зір, який я детально описала у додатках.

В кінці XIX століття, завдяки розвитку наукової фотографії, з’явилась можливість отримувати знімки навіть слабких зірок.

Найбільша колекція знімків була створена в Гарвардській обсерваторії, де цю роботу організував видатний американський астроном Е. Пікерінг (1849−1919рр). Там зберігаються знімки як північного, так і південного неба, зроблені в період з 1890 до 1954 року.

«Скляні бібліотеки» змінних зір були також в Одесі, Душанбе, Казані, Ташкенті, Києві, Львові, Тарту.

За допомогою фотознімків було відкрито безліч змінних зірок. Якщо в 1875 році було відомо тільки 143 змінних зірки, то на сьогоднішній день їх відомо більше 20 000.

Надзвичайно велике значення мають точні виміри блиску змінних зірок. Це завдання виконує спеціальний прилад — фотометр. В такому приладі спостерігач одночасно бачить дві зірки: ту, яку спостерігає - справжню та другу — штучну. Спеціальний прилад дозволяє змінювати блиск штучної зірки і спостерігач порівнює блиск двох зірок. Пізніше було розроблено фотометри, які дозволяли виявляти почорніння зірки на фотографічних знімках і по ним визначали блиск зірки. [1]

Українські астрономи Пелагія і Григорій Шайни — одні з найкращих дослідників змінних зір, малих планет і комет.

На початку XX ст. астрономи світу мали майже однакове обладнання, результати досліджень визначалися мистецтвом і талантом ученого. Таким талановитим ученим був Григорій Абрамович Шайн, один із фундаторів сучасної астрофізики, перший директор Кримської астрофізичної обсерваторії, дійсний член АН СРСР, член Королівського астрономічного товариства, почесний доктор Копенгагенського університету, член Американської академії наук і мистецтв. Упродовж його багатогранної наукової діяльності поряд з ним завжди була його дружина Пелагія Федорівна, науковий працівник обсерваторії, незмінний помічник і порадник.

У Сімеїзі, де Григорій Шайн працював з 1929 року і до кінця своїх днів. Тут розквітнув його талант як видатного вченого, спостерігача, теоретика й організатора науки, одного з найвизначніших астрофізиків світу. Коло астрофізичних задач, якими цікавився Г. Шайн, було різноманітним. Будова й еволюція зір, кінематика Галактики, місце нашої Галактики серед інших галактик, сонячна корона, природа довгоперіодичних змінних зір, джерела зоряної енергії, походження зір і туманностей, магнітне поле Галактики — ось аж ніяк не повний перелік проблем, розв’язуванням яких він займався. Не менше значення для розвитку астрономії мала науково-організаційна діяльність Г. Шайна.

Упродовж наступних 15 років роботи сім'ї Шайн в обсерваторії нагромадили великий спостережний матеріал, що дало змогу визначити з високою точністю променеві швидкості близько 800 зір. На той час ця робота мала велике значення для вивчення руху зір і обертання Галактики. Крім того, було одержано цікаві результати щодо природи подвійних зірок, швидкостей їх обертання, спектрофотометрії, зокрема холодних зір. [2]

2. Затемнювані зорі

Першою затемненно — змінною зіркою, яку відкрили астрономи була Алголь (Персея). Виявилося, що видима неозброєним оком поодинока зірка Алголь, насправді являє собою кратну систему, яку не можна виявити навіть при телескопічних спостереженнях. Дві зірки, які входять в систему зірок, обертаються навколо спільного центру. В певні моменти часу одна з них закриває від спостерігача іншу. Це викликає тимчасове ослаблення сумарного блиску системи.

Рис. 7. Крива зміни блиску Персея — Алголь

Даний графік побудований за точним фотоелектричним спостереженням. Видно два ослаблення блиску: глибокий первинний мінімум — головне затемнення і невелике ослаблення блиску — вторинний мінімум. Ці явища повторюються через 2,8674 доби. З графіка зміни блиску видно, що в Алголя відразу ж після досягнення головного мінімуму (найменше значення блиску) починається його підйом. Це означає, що відбувається часткове затемнення. У деяких випадках може спостерігатися і повне затемнення, що характеризується збереженням мінімального значення блиску змінної в головному мінімумі протягом певного проміжку часу.

Ефект перевипромінювання — це ефект, коли через затемнення до Землі доходить світло від обох компонентів подвійної системи. Але обидва компоненти близькі один до одного, тому більш слабкий компонент (часто великий за розмірами), освітлюваний яскравим компонентом, розсіює падаюче на нього випромінювання. Очевидно, що найбільша кількість розсіяного випромінювання буде доходити до земного спостерігача в той момент, коли слабкий компонент розташований за яскравим, тобто поблизу моменту вторинного мінімуму (теоретично це має наступати безпосередньо в момент вторинного мінімуму, але сумарний блиск системи різко зменшується внаслідок того, що відбувається затемнення одного з компонентів).

У 1874 році Гудрайк відкрив другу затемненно — змінну зірку - Ліри. Вона змінює блиск порівняно повільно з періодом, рівним 12 діб 21 годині 56 хвилин (12,914 доби). На відміну від Алголя, крива блиску має більш плавну форму. Це пояснюється близькістю компонентів один до одного. У 1903 році була відкрита затемненно — змінна W Великої Ведмедиці, у якої період обертання становить близько 8 годин (0,3 336 834 діб). За цей час спостерігаються два мінімуми рівної або майже рівної глибини. Вивчення кривої блиску зірки показує, що компоненти майже рівні за розмірами і майже стикаються поверхнями. [3]

3. Фізично — змінні зорі: пульсуючі та еруптивні

Рис 8. Порівняння розмірів Сонця з змінними зорями: б Оріона — Бетельгейзе, у Кита — Міра Кита та мЦефея

У більшості випадків зміни блиску зумовлено пульсацією зір. Зорі, які змінюють свій блиск подібно до S Цефея називаються цефеїдами.

Виокремлюють два підкласи цефеїд, які дещо відрізняються:

* класичні цефеїди або цефеїди плоскої складової галактики

* цефеїди сферичної складової галактики, які діляться на 7 окремих класів з характеристиками, що притаманні кожному окремому типі;

Для кращого засвоєння інформації учнями та любителями астрономії я систематизувала типи цефеїд сферичної складової галактики у вигляді таблиці.

змінний зоря карликовий галактика

Таблиця 1. Цефеїди сферичної складової галактики

У 1932 році радянський фізик Л. Д. Ландау (1908;1968) теоретично довів, що за певних умов під дією величезного тиску, спричиненого вагою зовнішніх шарів зорі, атоми в її надрах можуть руйнуватись. При цьому нуклони настільки зблизяться, що густина речовини сягне фантастичного значення 2?10¹⁷ кг/м³. Протони, захопивши вільні електрони зруйнованих атомів, перетворяться в нейтрони і виникне надщільна нейтронна (магнітна) зоря дуже малих розмірів, яка швидко обертається. Наприклад, якби Сонце стало нейтронною зорею (чого не буде ніколи через його малу масу), то мало б радіус 14 км і оберталося б навколо своєї осі з періодом 0,001 с. Вчені тривалий час не вірили в існування цих дивовижно щільних об'єктів.

Еруптивні змінні

Зміни блиску еруптивних зір пов’язують з активними (вибуховими) процесами, що відбуваються на зорях чи в їхніх околицях, або ж з вибухами самих зір. Класифікація виділяє два підкласи: наднові та неправильні змінні, що пов’язані із дифузними туманностями, та швидкі неправильні.[4]

Нові та наднові

Вражаючими змінними зірками вважаються наднові, які у момент спалаху стають яскравішими за цілу галактику. У нашій Галактиці порівняно недавно спостерігалися спалахи наднових: спалах 1054 року, що породив Крабовидну Туманність; Супернова Тихо (1572 рік); Супернова Кеплера (1604 року). Це потужні вибухи, які майже повністю руйнують зірку. Розрізняють два типи наднових. Наднові I типу спостерігаються в зоряних системах, позбавлених молодих зірок (в еліптичних галактиках). Ймовірно, це вибухаючі білі карлики, на які в подвійних системах відбувається акреція речовини із сусідньої зірки до тих пір, поки маса карлика не перевищить межу Чандрасекара (1,44 маси Сонця). Наднові II типу утворюються при вибуху молодих масивних зірок (15−30 мас Сонця). Наднові обох типів вироблять у процесі вибуху хімічні елементи важчі за залізо і викидають їх у міжзоряний простір. Ці вибухи можуть стимулювати народження зірок наступного покоління. Можливо так народилася і Сонячна система. За сучасною класифікацією Нові утворюють окремий клас серед вибухових та новоподібних зір і поділяються на чотири підкласи:

Таблиця 2. Підкласи нових зірок та їх характеристики

4. Класифікації змінних зір

Окремі типи змінних зір називають за зорею-прототипом. Змінні зорі типу S Цефея називаються цефеїдами, зорі типу RR Ліри — ліридами, зорі типу W Діви — віргінідами.

Для зір цих типів характерні ритмічні зміни блиску, з точністю доброго годинникового механізму, і певна залежність форми кривої блиску від періоду Р. Довгий час усі ці три групи пульсуючих змінних об'єднували під назвою цефеїди. Однак і тоді був поділ на довгоперіодичні або класичні цефеїди (їхнім прототипом була зоря S Цефея) і короткоперіодичні цефеїди (прототип — зоря RR Ліри). Виділення окремих типів «колишніх цефеїд» — лірид і віргінід — супроводжувалися певними змінами в уявленнях щодо масштабів Галактики і галактичного світу в цілому.

4.1 Цефеїди

У Галактиці зір цього типу відкрито понад сімсот (багато цефеїд знайдено і в інших галактиках). Амплітуди зміни блиску відомих цефеїд нашої Галактики, класифікація яких не має сумнівів, є в межах від 0,06 до 1,5, а періоди — від 1 до 127 діб. Цефеїди в інших галактиках часто мають періоди більше ніж 100 діб. В нашій Галактиці таких цефеїд усього декілька. Абсолютна зоряна величини (М) цефеїд змінюється від — 2 до — 6. Вони є надгігантами спектральних класів Р і О (деякі цефеїди у мінімумі блиску мають спектральний клас К). Типовим представником цієї групи змінних є зоря S Цефея, яка ритмічно змінює свій блиск від 3,48^m до 4,37^m з періодом 5,366 доби.

Залежність зоряної величини цефеїди від часу t є асиметричною: порівняно швидке зростання блиску змінюється дещо сповільненим його спадом. У фазі з кривою блиску змінюється ефективна температура зорі, а також її спектральний клас: у мінімумі блиску поверхня зорі холодніша, а її спектральний клас нижчий. Ця особливість проявляється тим сильніше, чим більший період зміни блиску зорі. Так виявили залежність період — спектральний клас для цефеїд. У деяких так званих цефеїд крива блиску має синусоїдальну форму, тобто є симетричною, амплітуда ж, як правило, не перевищує 0,5^m. Типовий приклад а-цефеїд — а Малої Ведмедиці).

Вимірюючи зміщення ліній у спектрах цефеїд, можна отримати криві променевих швидкостей. Як виявилося, у кожному конкретному випадку ця крива є дзеркальним відображенням кривої блиску. Вона свідчить про те, що зовнішні шари зорі, в яких утворюються спектральні лінії, коливаються навколо середнього положення рівноваги, досягаючи найбільшої швидкості - близько 20 км/с.

4.2 Віргініди

Довгий час до цефеїд залічували зорі типу W Діви, періоди зміни блиску яких перебувають в межах від 12 до 35 діб. У 1952 році визначили, що при однаковому значенні періоду пульсацій абсолютні зоряні величини віргінід на 1,5—2,0 порядків менші від типових для цефеїд. Як виявилося, розподіл цих двох типів змінних зір у галактичному просторі також різний: цефеїди в основному скупчені до площини Молочного Шляху, тоді як віргініди розподілені майже рівномірно відносно центра Галактики.

4.3 Ліриди

Змінних зір типу RR Ліри відомо близько 4000. Це гіганти спектральних класів, А — В, періоди зміни їх блиску в межах від 0,2 до 1,2 доби, амплітуди зміни блиску не перевищують 2 порядків. Середнє значення М лірид +0,5. Особливо багато таких зір є в кулястих зоряних скупченнях.

Цефеїди — «маяки Всесвіту». Уже на початку XX ст., цефеїди (у найширшому розумінні цього слова, тобто включаючи в цю групу і ліриди, і віргініди) назвали «маяками Всесвіту». Вони й справді є такими, особливо тепер, коли з’ясовано існування цих трьох окремих різновидів. Їхня достатньо висока світність дає змогу виявляти ці об'єкти в найдальших закутках нашої Галактики, а також (це стосується саме цефеїд) і в декількох десятках близьких до нас галактик. [6]

5. Види змінних зір

5.1 Молоді змінні зорі

Це зірки, які формуються або знаходяться на ранній стадії еволюції. До них відносяться зірки типу Т Тельця, що демонструють нерегулярні зміни блиску і часто оповиті хмарами пилу і газу.

5.2 Змінні Хаббла — Сендіджа

Це масивні зірки великої світності з нерегулярною емісією. У цю групу входять зірки максимальної світності нашої та сусідніх галактик. Вік таких зірок всього кілька мільйонів років, а їх маси лежать в діапазоні від 60 до 200 мас Сонця. У нашій Галактиці такими зірками є Р Лебедя та h Кіля, які інтенсивно втрачають масу у вигляді зоряного вітру. 7]

5.3 Карликові цефеїди

Карликові цефеїди — зірки, які мають найбільш короткий період зміни блиску. Їх періоди в межах від 0,055 до 0,0178 діб, а амплітуди — від 0,3 до 1,2 зіркових величин. Середні температури їх фотосфер змінюються від 7400 до 8450^оС, вони належать до спектральних класів A-F. Їх М змінюється від до. Карликові цефеїди розташовані на діаграмі Герцшпрунга — Рессела поблизу головної послідовності. 8]

Рис 9. Діаграма Герцшпрунга — Рессела з розміщенням на ній змінних зір

5.4 Спектральні змінні

Це відносно молоді зірки з температурою поверхні 10 000−15 000 К. Їх блиск змінюється слабко, але в процесі обертання зірки в її спектрі спостерігаються сильні зміни, які вказують, що в різних областях її поверхні сконцентровані різні метали. У цих зірок потужне змінне магнітне поле. 9]

6. Еволюція зір

v Утворюються у газо-пилових хмарах.

v Виникають гігантські згустки речовини внаслідок гравітаційного притягання.

v Маса згустку дорівнює кільком масам Сонця.

v Ядро розігрівається до десятка мільйонів градусів внаслідок подальшого стискання.

v Виникає термоядерна реакція.

v Процес народження зорі може тривати до мільйона років.

v Через мільярди років їх верхні шари розширюються і відриваються від зорі.

v Утворюється білий карлик, який з часом згасає або

v Зорі вибухають через певний час, утворюючи :

v нейтронну зорю;

v чорну діру. 10]

7. Спостереження змінних зір

При проведенні візуальних оцінок змін блиску необхідно передусім поблизу зорі вибрати декілька зір для порівняння, видимі зоряні величини яких відомо з астрономічного календаря. При спостереженнях використовуються методи Аргеландера, Пікерінга, Нейланда-Блажко.

За методом Пікерінга для порівняння вибирають дві зорі, з яких одна має більший, друга — менший блиск, ніж змінна. Інтервал блиску ділять на 10 частин і оцінюють різниці блисків в частках інтервалу. Записуючи оцінки, блиск яскравої зорі завжди ставлять першим.

У методі С. Н. Блажка та А. А. Нейланда при спостереженнях використовують дві зорі, але інтервал їх блисків ділять не на 10, а на таку їх кількість, яку оцінює спостерігач у ступенях. Якщо амплітуда зміни блиску зорі досить велика, то беруть декілька зір порівнювання і наперед оцінюють різницю їх блисків у ступенях.

Висновок

Спостерігаючи за нічним небом, людина може побачити зорю, яка змінює свій блиск, навіть не здогадуючись, що в даний момент її увага прикована до змінної зірки.

Сподіваюсь, що моя робота допоможе юним астрономам, детальніше вивчити світ змінних зірок. Перевірити свої знання, про змінні зорі та відшукати їх, спостерігаючи за небесною сферою, допоможе складена мною цікава вікторина.

Змінні зорі - перлини нічного неба, вони ваблять своєю красою та неповторністю. По них астрономи визначають відстані до галактик, а можливо й до братів по розуму. Їх називають «маяками Всесвіту».

Дані про змінні зорі, які я спостерігала неозброєним оком та в телескоп Д. Д. Максутова 2012 році.

Табл. 3. Мої спостереження змінних зір

Візуальні спостереження змінних зір я розпочинала з тих об'єктів, особливості кривих блиску яких вже добре відомі. Завдяки цьому я й змогла оволодіти методикою спостереження.

Джерела інформації

1. Астрономія: посібник для вчителів / За заг. редакцією Ш. П. Горделадзе. — Київ: Академперіодика, 2008. — 148 с.

2. Зигель Ф. Ю. Звездная азбука: пособие для учащихся. — М.: Просвещение, 1981. — 191 с. (рос.)

3. Ефремов Ю. Н. Переменные звезды. — М.: Знание, 1975. — 64 с. (рос.)

4. Куликовский П. Г. Звездная астрономия. — М.: Наука, 1978. — 255 с. (рос.)

5. Кокс Дж. П. Теория звездных пульсаций: Пер. с английского языка. — М.: Мир, 1983. — 328 с. (рос.)

6. Комаров В. Н., Максимачев Б. А. В звездных лабиринтах. — М.: Наука, 1978. — 200 с. (рос.)

7. Курс общей астрономии. — Киев: Советская школа, 1959. — 360 с. (рос.)

8. Пришляк М. П. Астрономія: підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. — Київ: Академперіодика, 2008. — 148 с.

9. Цесевич В. П. Что и как наблюдать на небе. — М.: Наука, 1979. — 302 с. (рос.)

10. Цесевич В. П. Переменные звезды и способы их исследования. — М.: Наука, 1970. — 239 с. (рос.)

Додатки

Додаток 1. Оцінка блиску за методом Фрідріха Вільяма Августа Аргеландера

Для оцінки відмінності в блиску зірок Ф. Аргеландер в середині XIX ст. запропонував свій метод ступенів, який на перший погляд здається дуже наближеним. Він полягає в наступному. Якщо, вдивляючись по черзі у дві зірки, скажімо, б і v, ми бачимо, що їх блиск не відрізняється один від одного, то ми пишемо б = v. Якщо ж блиск зірки б на ледь відчутну величину більший від блиску зірки v, то зірка б на одну ступінь, яскравіша за v, і ми записуємо б1v. Якщо відмінність блиску відчутна, то треба оцінити інтервал блиску в два ступені і записати б2v. У тих випадках, коли відмінності в блиску більш значні, припустимі оцінки б3v, б4v. Потім знаючи блиск зірки, з таблиці ми можемо визначити зоряну величину зірки v.

Додаток 2. Вікторина

Історія відкриття

1) В якому сузір'ї поява нової яскравої зірки в 134 році до нашої ери надихнула Гіппарха на складання каталогу зірок?

2) У якому році Давид Фабриціус відкрив першу регулярно змінюючи свій блиск зірку?

3) Змінність якої зірки відкрив італійський вчений Монтанарі?

4) Які головні типи змінних зір були відкриті на початку XIX століття?

5) Скільки змінних зірок входило до каталогу, складений Едуардом Піготтом?

6) Як звали астронома, який зображений на рисунку? Представником якої країни він був?

7) Де була створена найбільша колекція знімків зірок?

8) У яких містах України були створені «скляні бібліотеки»?

9) Назвіть імена одних з найкращих дослідників змінних зір, які проживали на території теперішньої України?

Затемнювані зорі

1) Крива зміни блиску якої зірки зображена на рисунку?

2) Що таке «ефект перевипромінювання»?

3) Яку затемненно — змінну зірку відкрив Джон Гудрайк у 1874 році? Який її період зміни блиску?

4) У 1903 році була відкрита затемненно — змінна зірка в сузір'ї Великої Ведмедиці. Яке позначення вона має?

Фізично — змінні зірки

1) Які зірки, зображені на рисунку, є змінними?

2) На які 2 підкласи поділили цефеїди?

3) На скільки класів діляться цефеїди сферичної складової галактики?

4) Назвіть класи цефеїд сферичної складової галактики?

5) Як виникає нейтронна зоря?

6) Які змінні зорі називаються еруптивними?

7) Яку стадію наднової ми спостерігаємо на рисунку?

Класифікації змінних зір

1) На скільки типів класифікують змінні зорі?

2) Назвіть типи класифікацій змінних зір.

3) Чому типи змінних зір так назвали?

4) Яка зоря — прототип цефеїд?

5) Яка зоря — прототип лірид?

6) Яка зоря — прототип віргінід?

Види змінних зір

1) Які зірки називають молодими змінними зорями? Назвіть представника виду.

2) Які зірки називають змінними Хаббла — Сендіджа? Назвіть представників цього виду.

3) Що таке «карликові цефеїди»?

4) Що особливого у спектральних змінних зірок?

Еволюція зір

1) Де утворюються зорі?

2) Внаслідок чого виникають гігантські згустки речовини зірок?

3) Які реакції виникають на 5 етапі еволюції зір?

4) У що перетворюється зоря, яка має згасати?

5) У що можуть перетворитися зорі, коли вони вибухають?

Відповіді: Історія відкриття

1) В якому сузір'ї поява нової яскравої зірки в 134 році до нашої ери надихнула Гіппарха на складання каталогу зірок? Відповідь: у сузір'ї Скорпіона.

2) У якому році Давид Фабриціус відкрив першу регулярно змінюючи свій блиск зірку? Відповідь: в 1596 році.

3) Змінність якої зірки відкрив італійський вчений Монтанарі? Відповідь: в Персея — Алголя.

4) Які головні типи змінних зір були відкриті на початку XIX століття? Відповідь: затемненні, довгоперіодичні, наднові, наполовину правильні зірки.

5) Скільки змінних зірок входило до каталогу, складений Едуардом Піготтом? Відповідь: 12 небесних світил.

6) Як звали астронома, який зображений на рисунку? Представником якої країни він був?

Відповідь: Джон Гудрайк (1764 — 1786).

Англійський астроном.

7) Де була створена найбільша колекція знімків зірок? Відповідь: у Гарвардській обсерваторії.

8) У яких містах України були створені «скляні бібліотеки»? Відповідь: в Одесі, Києві та Львові.

9) Назвіть імена одних з найкращих дослідників змінних зір, які проживали на території теперішньої України? Відповідь: Пелагія та Григорій Шайни.

Затемнювані зорі

1) Крива зміни блиску якої зірки зображена на рисунку?

Відповідь: крива зміни блиску Алголя.

2) Що таке «ефект перевипромінювання»? Відповідь: це ефект, коли через затемнення до Землі доходить світло від обох компонентів подвійної системи.

3) Яку затемненно — змінну зірку відкрив Джон Гудрайк у 1874 році? Який її період зміни блиску? Відповідь: в Ліри. Період зміни її блиску становить 12 діб 21 година 56 хвилин (12,914 доби).

4) У 1903 році була відкрита затемненно — змінна зірка в сузір'ї Великої Ведмедиці. Яке позначення вона має?

Відповідь: W Великої Ведмедиці.

Фізично — змінні зірки

1) Які зірки зображені на рисунку є змінними?

Відповідь: Бетельгейзе, Міра Кита, µ Цефея.

2) На які 2 підкласи розділили цефеїди?

Відповідь: класичні цефеїди або цефеїди плоскої складової галактики та цефеїди сферичної складової галактики.

3) На скільки класів діляться цефеїди сферичної складової галактики? Відповідь: 7.

4) Назвіть класи цефеїд сферичної складової галактики? Відповідь: RR Ліри, RVТельця, ZZ Кита, Щита, довгоперіодична типу Міри (міриди), напівправильна, Lb — гіганти Lc — надгіганти

5) Як виникає нейтронна зоря? Відповідь: під дією величезного тиску, спричиненого вагою зовнішніх шарів зорі, атоми в її надрах можуть руйнуватись. Протони, захопивши вільні електрони зруйнованих атомів, перетворяться в нейтрони і виникає надщільна нейтронна (магнітна) зоря дуже малих розмірів, яка швидко обертається.

6) Які змінні зорі називаються еруптивними? Відповідь: Зміни блиску цих зір пов’язують із активними (вибуховими) процесами, що відбуваються на зорях чи в їхній околиці, або ж з вибухами самих зір.

7) Яку стадію наднової ми спостерігаємо на рисунку?

Відповідь: спалах наднової.

Класифікації змінних зір

1) На скільки типів класифікують змінні зорі? Відповідь: 3.

2) Назвіть типи класифікацій змінних зір.

Відповідь: цефеїди, ліриди, віргініди.

3) Чому типи змінних зір так назвали?

Відповідь: їх назвали за зорею-прототипом.

4) Яка зоря-прототип цефеїд? Відповідь: S Цефея.

5) Яка зоря-прототип лірид? Відповідь: RR Ліри.

6) Яка зоря-прототип віргінід? Відповідь: W Діви.

Види змінних зір

1) Які зірки називають молодими змінними зорями? Назвіть представника виду. Відповідь: це зірки, які формуються або знаходяться на ранній стадії еволюції. Т Тельця.

2) Які зірки називають змінними Хаббла — Сендіджа? Назвіть представників цього виду. Відповідь: Це масивні зірки (від 60 до 200 мас Сонця) великої світності з нерегулярною емісією. Р Лебедя та h Кіля.

3) Що таке «карликові цефеїди»? Відповідь: зірки, які мають найбільш короткий період зміни блиску (від 0,055 до 0,0178 діб).

4) Що особливого у спектральних змінних зірок? Відповідь: потужне магнітне поле, яке присутнє і в нейтронних зорях.

Еволюція зір

1) Де утворюються зорі? Відповідь: у газо-пилових хмарах.

2) Внаслідок чого виникають гігантські згустки речовини зірок? Відповідь: внаслідок гравітаційного притягання.

3) Які реакції виникають на 5 етапі еволюції зір?

Відповідь: термоядерні реакції.

4) У що перетворюється зоря, яка має згасати? Відповідь: у білий карлик.

5) У що можуть перетворитися зорі, коли вони вибухають?

Відповідь: у нейтронну зорю або чорну діру.