Величина и свещение звезд

Астрономдар жұлдыздарды Жерден бірдей қашықтыққа қоя алмайды, бірақ олар жұлдыздардың жұлдыздық шамаларын  оларды қандай да бір белгілі немесе белгіленген қашықтыққа шартты түрде  қою арқылы есептеп шығара алады. Ондай белгілі қашықтыққа µ0=10пк қабылданған, онық себебі мұнан есептеу  үшін мейлінше қарапайым формула  шығады. 10пк қашықтықта жұлдыз ие болған жұлдыздық шама абсолют жұлдыздық  шама деп аталады, ол М әрпімен белгіленеді және жұлдыздың көрінетін шамасы мен парсекпен көрсетілген r жұлдыздың нақты қашықтығы бойынша есептеледі.

Көрінетін жұлдыздық шамасы деп  өлшенген жұлдыздық r қашықтықтан Жерге жеткен сәулесін Е арқылы белгілейік, ал Е0 арқылы – оны абсолют жұлдыздық шамамен анықтайтын жұлдыздық r=10пк қашқтықтан жететін сәулесін белгілейік. Сонда Погсон формуласы бойынша

Физика  заңына сәйкес, бақылаушыға жететін  сәуле қашықтық квадратына кері пропорционал, сондықтан

немесе

 

бұдан

 

Осы теңдеуді 0,4-ке боліп және екенін еске түсіре отырып, түпкілікті алатынымыз

                                      (5.1)

Мұндағы r қашықтық міндетті түрде парсекпен көрсетіледі. (5.1) өрнегіндегі r қашықтықты π жылдық параллакспен алмастыра отырып мынаны табамыз:

                                    (5.2)

Оның  үстіне бұл формулаға  π тек  доғаның секундымен ғана койылады.

(5.1) және (5.2) формулалары бойынша  көрінетін жұлдыздық шама (көрінетін  mn фотографиялық mr, болометрлік mr, сары-жасыл V,көк B,ультракүлгін U) берілетін жүйедегі М абсолют жұлдыздық жүйе М есептеліп шығарылды, мұндағы М сол индекспен көрсетіледі.

Көрінетін және абсолют жұлдыздық  шамалардың аралығындағы айырмашылық (m-M) қашықтық модулі деп аталады, өйткені  ол елеулі тригонометриялық параллаксы жоқ алыс жұлдыздар мен басқа  аспан объектілеріне дейінгі  қашықтықты есептеп шығаруға мүмкіндік  берді. Мұндай жағдайда абсолют жұлдыздық  шама M объектінің спектріндегі сипатты белгілер бойынша жуықтап анықталады және сонда көгеннен алынған қашықтық мына формуламен есептеледі:

                                 (5.3)

Күннің абсолют көрінетін Mu  жұлдыздық шамасын оның көрінетін визуаль жұлдыздық шамасы mu=-26,78m бойынша есептеп шығарайық. Күн мен Жердің ара қашықтығы r=a0=1а.б., ал (5.1) формула оған қашықтықты парсекпен (1пк=206 265 а.б.) қоюды талап етеді, онда Күнге дейінгі қашықтық r=1/260 265 пк және осыған сәйкес, Күннің жылдық параллаксы π=206265ⁿ=1радианға тең.

(5.2) өрнекті пайдалана отырып, мынаны  табамыз:

M=T+5+5lgπ=-26,78+5+5lg 206265=-21,78-5*5,314=+4,79m

Сондықтан, 10 пк қашықтықтан Күн 5m - жұлдыздық шамадағы көмескі жұлдыз болып көрінеді. Мұндай көмескі жұлдыздар  бүкіл аспан бойында толып  жатыр, ал оның ішінде Күн өзінің ерекшелегін  байқата алмай жоғалып кетер  еді.

Абсолют жұлдыздық шама жұлдыздың  жарқырауын, яғни олардың Күнмен салыстырғандағы  сәуле шашу қуатын есептеп шығаруға мүмкіндік береді. Жұлдыздың сәуле  шашу қуатын  І арқыл, ал Күннің сәуле шашу қуатын І0 арқылы белгілей отырып, жұлдыздың жарқырауын

                                     L=I:I0 деп                                               (5.4)

Көрсетіп  және Погсон формуласын пайдалана отырып, мынаны шығарамыз:

                                 Lgα=0,4 (M1-M2)                                       (5.5)

мұндағы  M1-M жұлдызының абсолют шамасы M1 және M2 екі жарқырау қатынастарын мына теңдеуден табу оңай:

                                         (5.6)

 

 

 

 

 

 

 

2. Жұлыздардың көрінерлік жылтылы  мен жарықтылығының қатынасын  анықтау

 

Күннің, Темірқазықтың және аспанның оңтүстік жарты шарындағы шоқ  жұлдыздың айтарлықтай жақын  жұлдызы –Үндістегі Ɛ жұлызының көрінерлік жылтылы мен жарықтылығының қатынасын салыстырарлық.

Күннің көрінетін жұлдыздық  шамасы m=-26,78 m  және абсолют жұлдыздық шамаM=-4,79 m

Жұлдыздар туралы мәлімет:

1)Темірқазық көрінетін жұлдыздық шама m1=2,14 m жылдық параллакс π1=0б005״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E:E1)=0,4(m1-m)=0,4(2,14+26,78)=11,568және E/E1=370*109, яғни Күн жұлдыздан 370млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M1=m1+5+5lgπ=2,14+5+5lg 0,005=7,14-5*2,30=-4,36m,

lgL1=0,4(M-M1)=0,4(4,79+4,36)=3,66 және жарқырауы. L1=4570, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 4579 есе күшті сәуле шашады.

2)Үндістік Е (индекс 2)m2=4,73m,  π2=0,285m

lg(E/E2)=0,4(m2-m)=0,4(4,73+26,78)=12,604 және E/E2=4,02*1012, яғни Күн жұлдыздардан 4 биллион есе жарық болып көрінеді!

M2=m2+5+5lgπ2=4,73+5+5lg 0,285=9,73-5*0,545=7,00m

lgL2=0,4(M-M2)=0,4(4,79-7,00)=-0,884=-1,116 және L2=0,13, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 8 есеге аз сәуле шашады.

Осы жұлдыздардың жалтырау айырмашылықтары:

lg(E1:E2)=0,4(m2-m1)=0,4(4,73-2,14)=1,036 және Е1/Е2=11, яғни Темірқазық Үндістегі Ɛ-ға қарағанда 11 есе жарық тәрізді.

Жұлдыздар жарықтылығының қатынастары:

lgL1/L2=0,4(M2-M1)=0,4(7,00+4,36)=4,544 және L1/L2=35000 яғни шын мәнінде Темірқазық Үндістегі Ɛ жұлдызынан 35мың есе жарық!

3)Альдебаран көрінетін жұлдыздық шама m₁=0,048^m жылдық параллакс π₁=0,85״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E₀:E₁)=0,4(M₁-m)=0,4(0,048+26,78)=10,7312 және lgE₀/E₁=540*10⁹, яғни Күн жұлдыздан 540млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M₁=m₁+5+5lgπ=0,048+5+5lg0,85=5,048-0,35=4,698^m,

lgL₁=0,4(M₁-m)=0,4(4,79+4,698)=3,7584 және жарқырауы L₁=4570, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 5733 есе күшті сәуле шашады.

4)Нат көрінетін жұлдыздық шама m₁=0,028^m жылдық параллакс π₁=1,65״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E₀:E₁)=0,4(M₁-m)=0,4(0,028+26,78)=10,7232 және lgE₀/E₁=530*10⁹, яғни Күн жұлдыздан 530млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M₁=m₁+5+5lgπ=0,028+5+5lg1,65=5,028-1,05=3,978^m,

lgL₁=0,4(M₁-m)=0,4(4,79+3,978)=3,5072 және жарқырауы L₁=3215, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 3215 есе күшті сәуле шашады.

5)Гиадум I көрінетін жұлдыздық шама m₁=0,028^m жылдық параллакс π₁=3,65״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E₀:E₁)=0,4(M₁-m)=0,4(0,028+26,78)=10,7232 және lgE₀/E₁=530*10⁹, яғни Күн жұлдыздан 530млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M₁=m₁+5+5lgπ=0,028+5+5lg3,65=5,028-2,9=2,128^m,

lgL₁=0,4(M₁-m)=0,4(4,79+2,128)=6,918 және жарқырауы L₁=8279, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 8279 есе күшті сәуле шашады.

6)Гиадум II көрінетін жұлдыздық шама m₁=0,021^m жылдық параллакс π₁=3,76״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E₀:E₁)=0,4(M₁-m)=0,4(0,021+26,78)=10,7204 және lgE₀/E₁=525*10⁹, яғни Күн жұлдыздан 525млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M₁=m₁+5+5lgπ=0,021+5+5lg3,76=5,021*2,9=2,121^m,

lgL₁=0,4(M₁-m)=0,4(4,79+2,121)=2,7644 және жарқырауы L₁=581, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 581 есе күшті сәуле шашады.

7)Альциона көрінетін жұлдыздық шама m₁=0,008^m жылдық параллакс π₁=2,87״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E₀:E₁)=0,4(M₁-m)=0,4(0,008+26,78)=10,7152 және lgE₀/E₁=520*10⁹, яғни Күн жұлдыздан 520млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M₁=m₁+5+5lgπ=0,008+5+5lg2,87=5,008-2,28=2,71^m,

lgL₁=0,4(M₁-m)=0,4(4,79+2,71)=3 және жарқырауы L₁=1000, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 581 есе күшті сәуле шашады.

8)Аин көрінетін жұлдыздық шама m₁=0,020^m жылдық параллакс π₁=3,53״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E₀:E₁)=0,4(M₁-m)=0,4(0,020+26,78)=10,72 және lgE₀/E₁=525*10⁹, яғни Күн жұлдыздан 520млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M₁=m₁+5+5lgπ=0,020+5+5lg2,87=5,020-2,73=2,29^m,

lgL₁=0,4(M₁-m)=0,4(4,79+2,29)=2,832 және жарқырауы L₁=679, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 679 есе күшті сәуле шашады.

 

 

9)Аль-Хекка көрінетін жұлдыздық шама m₁=0,008^m жылдық параллакс π₁=3,00״ Күн мен жұлдыздар жарқырауын салыстыру

(E₀:E₁)=0,4(M₁-m)=0,4(0,008+26,78)=10,7152 және lgE₀/E₁=520*10⁹, яғни Күн жұлдыздан 520млрд есе жарық болып көрінеді!

Күн мен жұлдыздардың жарқырауын салыстыру: жұлдыздардың абсолют жұлдыздық  шамалары

M₁=m₁+5+5lgπ=0,008+5+5lg3,00=5,008-2,38=2,628^m,

lgL₁=0,4(M₁-m)=0,4(4,79+2,628)=2,9672 және жарқырауы L₁=927, яғни шын мәнінде жұлдыз Күннен 927 есе күшті сәуле шашады.

 

Осылайша, біз астрономияда көру мен  нақтылықтың арасында айырмашылық  болатынына тағы да көз жеткіземіз. Осы сияқты есепті «Мектеп астрономиялық  календарында» көрсетілген басқа  жұлдыздарға да қолданып көруге болады. Ең жарық жұлдыздардың жылтылы мен  жарықтылығының қатынасы 1- кестеде  көрсетілген.

 

 

1-кесте

Р/с	Жұлдыз атауы	Көрінетін жұлдыздық шамасы m1	Абсолют жұлдыздық шамасы M1	Жалтырауы E0/E1	Жарықтылығы L1
1	Ригель	0,32"	0,009m	705*109	23988 есе
2	Антарес	1,22"	0,009m	350*109	9549 есе
3	Альдебаран	0,048"	0,85m	540*109	5733 есе
4	Нат	0,028"	1,65m	530*109	3215 есе
5	Гиадум I	0,028"	3,65m	530*109	8279 есе
6	Гиадум II	0,021"	3,76m	525*109	581 есе
7	Альциона	0,008"	2,87m	520*109	1000 есе
8	Аин	0,020"	3,53m	525*109	679 есе
9	Аль-Хекка	0,008"	3,00m	520*109	927 есе

 

Жұлдыздар жарқырауының айқын айырмашылығын  алғаш рет 1905 жылы дат астрономы  Э. Герцшпрунг (1873-1967) анықтады. Бүгінде  жұлдыздарды олардың жарықтылығына  қарай аса алып және ергежейлі  деп топтастырады. Аса алып жұлдыздар  Күннен мыңдаған, ондаған мың және жүздеген мың есе алып жұлдыздар  – жүздеген есе күшті сәуле  шашады, ал ергежейлі жұлдыздардікі  Күнмен барабар және онан жүздеген мың есеге дейін төмен.

Жарқырауы жоғары аса алып жұлдыздардың бірі былайша әлсіз сияқтанып  көрінетін Сарышаяндағы көгілдір ақ түсті S1 жұлдызы болып табылады, оның жарқырауы 4,9m-ге тең, ал оның абсолют  жұлдыздық шамасы M=-9,4m, яғни шын мәнінде ол Күннен 480 мың есеге жарық! Күн сары түсті ергежейлі жұлдыздарға жатады. Белгілі ең әлсіз, абсолют жұлдыздық шамалары M=19m қызыл түсті ергежейлі жұлдыздар Күннен 580 мың есе аз сәуле шашады. Бұдан әрі қарай оқып білетініміздей, көлемдері жағынан аса алып жұлдыздар Күннен үлкен, ал ергежейлі жұлдыздар – оған жақын және одан ондаған, жүздеген есе кіші келеді.

Табиғатта ергежейлі жұлдыздар  аса алыптар мен алыптарға  қарағанда әлдеқайда көп, сондықтан  біздің Күніміз жалғыз жаратылыс  емес, ол орташа көлемді және орташа жарық жұлдыз болып табылады.

Енді жұлдыз жарқырауының көлемдеріне  ғана емес, олардың фотосфераларының температурасынан да болатынын атап айтамыз. Жұлдыздардың өлшемдері бірдей болған жағдайда фотосфера температурасы  неғұрлым жоғары болса, жарқырауы соғұрлым күшті және жұлдыздардың түстері  де оның температурасына тікелей  байланысты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Жұлдыздардың дамуы- жұлдыздардың физикалық сипаттамаларының, ішкі құрылысының  және химиялық құрамының уақытқа  байланысты өзгеруі. Ғылыми жұмыста  жұлдыздардың ішкі құрылысын, пайда  болуы мен дамуын қарастыра келіп  мынадай қорытынды жасалынды:

1. Жұлдыздардағы энергияның көзі сутегіден гелийдің синтезделуі термоядролық реакциясы.
2. Жерде алынған жұлдыздардың физикалық сипаттамалары мен физикалық заңдылықтары білімдеріне сүйене отырып жұлдыздардың және Күннің ішкі құрылысы модельдері жасалынған кәдімгі жұлдыздарда тепе-теңдік гравитациялық күш плазманың ішкі қысым күші тепе-теңдігімен қамтамасыз етіледі.
3. Жұлдыздар дамуының ешбір қайшылықсыз бейнесі жасалынған. Тұмандықтар түрінде байқалатын газ-шаңтозаңдықтарда ауырлық күші әсерімен шар тәрізді бөліктер пайда болады. Бұл шар бірте-бірте айналып тығыздалып қызады да протожұлдыз түзеді. Температура 10⁶ К жеткенде одан әрі сығылуды тоқтататын термоядролық реакция басталады да прото жұлдызға айналады.
4. Герцшпрунг-Рессел диаграммасы бойымен сырғымалы жұлдыздың даму жолы құрылып, массаға тәуелді жұлдыз эволюциясы дамыды және айқындалды. Массасы 1.2 М₀  жұлдыздардың центірінде сутегі жанып біткен соң мұндай жұлдыздарда гелийден тұратын ядро пайда болып, термоядролық реакция оны қоршаған қабықшаға ауысады. Сыртқы қабықша ұлғая береді де жұлдыз қызыл алыпқа айналады. Оның қабығы бірте-бірте кеңістікке таралып, ыстық ядросы ақ ергежейліге айналады. Үлкен жұлдыздар-  аса алыптар 10⁹ жылға дейін дамиды. Олардың қойнауындағы температура Күндікінен көп үлкен, онда көптен химиялық элементтер түзілетін әртүлі термоядролық реакциялар жүреді. Массасы M < 2M₀ жұлдыздар үшін теория, олар дамудың соңғы кезеңінде орнықтылығын жоғалтып аса жаңа жұлдыздар сияқты жарылысқа ұшыраған, кеңістікті ауыр химиялық элементтермен байытады да, содан кейін нейтралдық жұлдыз күйіне дейін сығылады.
5. Жұлдыздардың соңғы кезеңдегі тағдыры кванттық теория мен жалпы салыстырмалы теорияны ескеру арқылы құрастырылған.
6. Жұлдыздар дамуының қазіргі заманғы теориясы- жұлдыз дамуының жалпы бағытын түсіндіруге қабілетті және бақылау мәліметтерімен қанағаттандырарлықтан сапалық және сандық сәйкестікте. Келешек теория,  жұлдыздар пайда болу процесінде және аса жаңа жұлдыздар жарылысындағыдай өте жылдам даму кезеңінде ерекше маңызды роль атқаратын, жұлдыздардың айналуы мен магнит өрісінің әсерін ескеру қажет.