Определение расстояния до звезд. Светимость

Расстояния до звезд определяются по их годичному параллактическому смещению, которое обусловлено перемещением наблюдателя (вместе с Землей) по земной орбите.

 

Рис. 9.2

Угол, под которым со звезды был бы виден средний радиус земной орбиты (1 а.е.) при условии, что направление на звезду перпендикулярно радиусу, называется

 

годичным параллаксом звезды ( π) — рис. 9.2. Параллактические смещения звезд служат доказательством обращения Земли вокруг Солнца.

Из рис. 9.2 видно, что если СТ= а есть средний радиус земной орбиты, МС=r — расстояние до звезды М от Солнца С, а угол π— годичный параллакс звезды, то r = .

Так как годичные параллаксы звезд оцениваются десятичными долями секунды, а один радиан равен 206265", то расстояние до звезды можно определить из соотношения:

r = . (1)

При измерении расстояний до звезд астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца — слишком мала. Поэтому для удобства определения расстояний до звезд в астрономии применяется специальная единица длины — парсек (пк), название которой происходит от слов «параллакс» и «секунда».

Парсек — это расстояние, с которого радиус земной орбиты был бы виден под углом в 1".

Из формулы (1) следует, что 1 пк = 206265 а.е. = 3,086·10¹³ км. Таким образом, расстояния до звезд в парсеках будут определяться выражением:

 

r = пк (2)

В астрономических единицах обычно выражаются расстояния до тел Солнечной системы. Расстояния до небесных тел, находящихся за пределами Солнечной системы, чаще всего выражаются в парсеках, а также в световых годах. Световой год — расстояние, которое электромагнитное излучение (в вакууме) проходит за один год (1 св.г.=9,46·10¹² км=63240 а. е.=0,3067 пк, или 1 пк=3,26 св. г.).

Светимостью называется полная энергия, излучаемая звездой за одну секунду. Светимость звезды можно выразить в ваттах, но чаще ее выражают в светимостях Солнца. Cветимость Солнца составляет 3,85 · 10²⁶ Вт.

Видимая звездная величина, которую имела бы звезда, если бы находилась от нас на расстоянии 10 пк, называется абсолютной звездной величиной (М).

Абсолютная звездная величина Солнца равна 4,8^m. Это означает, что со стандартного расстояния в 10 пк Солнце выглядит слабой звездочкой почти 5-й звездной величины.

Зная абсолютную звездную величину звезды, можно вычислить ее действительное общее излучение или светимость:

^­M

где L и — светимости звезды и Солнца; М и — соответственно их абсолютные звездные величины. Принимая = 1 и учитывая, что =4,8^m, формула примет вид:

L=

Звезды-сверхгиганты, имеющие М =- , обладают мощностью излучения больше нашего Солнца в 330 тыс. раз, а самые неяркие звезды с абсолютной звездной величиной М= излучают свет в 480 тыс. раз слабее Солнца.