Спектральные классы звёзд — Астрономический справочник

Астрономия. Классы звезд.

Классы звездспектральные классы звезд — группирование звёзд по спектру излучения.

Спектр — рассредоточение энергии излучения по частоте либо по длинам волн. Спектры звёзд получилось представить как ряд, вдоль которого линии одних химических элементов прогрессируют, а других — системно затухают. Аналогичные спектры сгруппированы в спектральные классы. Звёзды, относящиеся к разным спектральным классам, имеют разную температуру.

Для комфорта и простоты весь ряд спектров разделен на несколько отрезков, или спектральных классов.

Для маркировки этих спектральных классов применяют латинские буквы: O — B — A — F — G — K — M — L – T . Для быстрого запоминания сочинили мнемонические фразы, как на русском, так и на английском языках. Так: Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me. На русском будет выглядеть так: Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь; или же Морковь Кажется Жирафу Фруктом, А Бегемоту Овощем (указано в противоположном порядке).

Описанная классификация была придумана ещё в начале 20 века в Гарварде. Для более точного разделения на классы применяют подклассы. Каждый класс, кроме O, подразделяется на 10 подклассов, для их обозначения применяют цифры от 0 до 9, их указывают после буквы основного класса. Спектральный класс O распадается на меньшее число подклассов: от 4 до 9,5. Наше Солнце с учётом подкласса можно записать — G2.

Когда спектру звезды характерны дополнительные специфические черты, к указанию класса прибавляются символы, или индексы. Когда есть эмиссионные линии, добавляется буква е (B5e). Для звезд — сверхгигантов часто характерны глубокие узкие линии. Для указания этой особенности применяют букву с (cF0). Интенсивность избранных линий поглощения позволяет проанализировать светимость звезды и узнать, является ли она гигантом (перед спектральным классом указываем индекс γ) или карликом (индекс δ). Для того, что бы зафиксировать прочие особенности в спектре звезды, нетипичные для выбранного спектрального класса, используют буквой рпекулярные.

Два последних индекса обусловлены осевым вращением звезды, которое приводит к размытию и расширению спектральных линий: индекс n — диффузные линии, s — резкие линии.

Спектры звезд двух близких спектральных классов еще сильно отличаются между собой. Из– а этого была изобретена более мелкая градации — деления спектров внутри каждого спектрального класса на 10 подклассов. Согласно указанной группировке звезде приписывают гарвардский спектральный класс и класс светимости:

— Ia+ или 0 – гипергиганты:

— I, Ia, Iab, Ib — сверхгиганты;

— II, IIa, IIb — яркие гиганты;

— III, IIIa, IIIab, IIIb — гиганты;

— V, Va, Vb — карлики (звезды главной последовательности);

Источник: www.calc.ru

Астрономия в ЕГЭ по физике. Теория для решения задания №24

В ЕГЭ по физике появилось новое задание №24 по астрономии. Для его выполнения вам потребуются выучить определенную теорию. В помощь приводятся материалы с примерами решения задач по этому заданию. Читайте (немного теории и практики) и вы с легкостью расправитесь с этим заданием.

Основные типы заданий по астрономии

Все приводимые задания по астрономии можно с достаточной степенью условности разделить на 4-е типа:

  • Задание о звездах, здесь все о звездах.
  • Задание по планетам Солнечной системы, начиная от Меркурия и кончая Нептуном (Плутон в настоящее время считается малым объектом нашей системы и не относится к планетам).
  • Это задание по спутникам нашей Солнечной системы.
  • Задание по прочим объектам Солнечной системы: об астероидах, кометах и прочих космических объектах, которые находятся в нашей системе.

Задания о звездах

Для выполнения этого задания достаточно будет знать: понятие о спектральной классификации звезд, распределение звезд по размерам и диаграмму («спектр-светимость»). Рассмотрим более подробно виды классификации звезд.

Спектральная классификация звезд

Согласно этой классификации (рис.1) спектральный класс звезд определяется поверхностной температурой звезды и обозначается определенной буквой (O;B;A;F;G;K;M) – именно в такой последовательности. Класс O – самый высокий класс в иерархии, а класс (M) – самый низкий. Чем выше класс, иерархии, тем звезды горячее, больше, ярче. А чем ниже класс, тем, соответственно они холоднее, меньше, тусклее, но такие звезды живут дольше, чем звезды выше классом. Здесь необходимо понять, что температура определяет спектральный класс звезды. Иногда встречаются вопросы про плотность: чем больше звезда, тем более она разряжена.

Для того, чтобы запомнить порядок классификации, можно использовать такой стишок: «Один Высокий Англичанин Финики Жевал Как Морковь»

Кратко о Солнце, звезде нашей Солнечной системы. Оно относится к звездам G – класса, так как имеет температуру 5800 градусов Кельвина. Это соответствует желтому цвету. Все звезды, которые будут иметь температуру выше, будут относиться к классам F, A, B, O, а те, что ниже – к классам K, M.

Классификация по размерам

Звезды по размерам делятся на 4-и типа: обычные звезды, то есть средние, которые соизмеримы по размерам с Солнцем, карлики – в сотни раз меньше Солнца и звезды гиганты, эти звезды (гиганты) в десятки раз больше, а также звезды сверхгиганты в сотни раз больше Солнца. Таким образом, надо запомнить, что звезды бывают нормальными, карликами, гигантами и сверхгигантами.

  1. По первому пункту можно сделать вывод, что он правильный. Действительно температура ее составляет 3100 К – это соответствует красному цвету (рис.1), по размеру она в 900 раз больше Солнца, следовательно, Бетельгейзе красный сверхгигант.
  2. Пункт 2. Солнце желтая звезда имеющая температуру поверхности 5800 К. Температура Проциона – 6900 К. Ответ явно не правильный, так как температура выше, а не ниже.
  3. Пункт 3. Созвездия – это несколько звезд объединенных общим участком на небе, а не находящиеся на одинаковых расстояниях друг от друга или от Земли. Ответ неправильный.
  4. Пункт 4.Запомнить какая звезда, к какому классу относится, не имеет смысла, так как это справочная информация. Если вы владеете ее, то быстро решите этот вопрос, если нет, то применяем метод исключения. Этот вопрос первоначально пропускаем и переходим к заключительному вопросу – 5-му.
  5. Пункт 5. Масса и спектральный класс не имеют связи, поэтому это утверждение неверно.

Таким образом, переходим к пункту 4 и делаем вывод, что этот ответ правильный. Это мы определили методом исключения явно неправильных ответов.

Правильные ответы: п.п. 1, 4.

Классификация звезд на основе диаграммы Герцшпрунга – Расселла

Известная широко среди астрономов классификация на основе диаграммы Герцшпрунга – Расселла (рис.2). На этой диаграмме показано, что большинство звезд относятся к главной последовательности звезд. Это звезды сравнимые по размеру с Солнцем и могут быть до 10 раз меньше или не более чем в 10 раз больше нашего Солнца. Под главной последовательностью внизу находятся субкарлики – красные звезды малой светимости. Они имеют огромную плотность.

Над главной последовательностью на этой диаграмме находятся звезды, относящиеся к гигантам и сверхгигантам. Они больше Солнца в сотни раз. На этой диаграмме также указаны спектральные классы звезд, абсолютная звездная величина (М) и светимость в единицах светимости Солнца.

Этот пример на использование диаграммы Герцшпрунга – Расселла. Необходимо использовать диаграмму и выбрать 2-а утверждения ко второму примеру на использование диаграммы Герцшпрунга – Расселла, которые будут правильными.

Рассмотрим вопросы по порядку и проанализируем их на правильность.

  1. Пункт 1. Белые карлики много меньше гигантов, поэтому их плотность намного больше плотности остальных звезд, включая и гигантов, поэтому это утверждение не верно.
  2. Пункт 2. Да, звезда Канопус относится к сверхгигантам, так как имеет размер в 65 раз больше солнечного. Это утверждение правильное.
  3. Пункт 3. На диаграмме мы видим, что температура класса А выше G. Да и как мы обсуждали ранее, чем выше класс, тем больше температура, поэтому утверждение верное.
  4. Пункт 4. По диаграмме видно, что Солнце относится к спектральному классу G, а не к классу А. То есть утверждение ложное.
  5. Пункт 5. На диаграмме видим, что температуре 8000 К соответствует классу А, поэтому данное утверждение правильное.
Читайте также:  Можно ли дуб садить возле дома

Правильные ответы: п.п. 2, 5.

Содержание заданий о Солнечной системе

Прежде чем приступать к рассмотрению задания по Солнечной системе вспомним некоторые основные сведения. Вот перечень некоторых фактов, которые необходимо знать:

  1. Порядок расположения планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун;
  2. Самая большая планета Солнечной системы – это Юпитер;
  3. Солнечная система содержит 8 планет, которые делятся на две группы. В первую группу входят планеты земной группы – это Меркурий, Венера, Земля, Марс. Во вторую группу входят газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун; Логично, что газовые гиганты имеют меньшую плотность, чем твердые;
  4. Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов;
  5. Практически все планеты обладают спутниками; для Земли – это Луна; не имеют спутников – Венера и Меркурий; Существует множество факторов, влияющих на наличие спутников у планеты, но основным является гравитация, то есть, чем больше масса планеты, тем наиболее вероятно у нее есть спутники. Например, Юпитер самая большая планета Солнечной системы и у него больше всех спутников.
  6. Наличие атмосферы. Все планеты Солнечной системы имеют атмосферу, кроме Меркурия.
  7. Все планеты вращаются по эллиптическим орбитам; плоскость вращения планеты Земля называется эклиптикой;
  8. Один оборот Земля делает за сутки, одно вращение вокруг Солнца – за год;
  9. Наклон оси планет к плоскости вращения определяет смену времен года;
  10. Последние исследования обнаружили еще один пояс астероидов за Нептуном, а ранее считавшийся планетой Плутон оказался по своим параметрам сравним с большими астероидами этого пояса, поэтому его перестали признавать планетой.

Для того чтобы двигаться дальше, необходимо познакомиться с некоторыми формулами важными при решении заданий по тематике планет. Причем практически все эти формулы известны из курса физики. Вот эти формулы:

где (R) – радиус планеты.

где (rho) – плотность планеты.

Ускорение свободного падения для любой планеты, любого тела

где (M) – масса планеты,

(R) – расстояние от тела до центра планеты, (G) – гравитационная постоянная,

Первая космическая скорость

Вторая космическая скорость

Используя эти формулы можно легко решать задачи посвященные планетам, спутникам.

Источник: sigma-center.ru

Спектральные классы звёзд — Астрономический справочник

Наиболее полную информацию о звездах можно получить, изучая их спектр. Спектр большинства звезд непрерывный, на который накладываются либо темные линии поглощения, либо, реже, яркие эмиссионные линии (линии излучения в каких-либо длинах волн). Вид спектра характеризует физические условия в верхних слоях звездных фотосфер.

В конце XIX — начале XX веков сотрудниками Гарвардской обсерватории предложили классифицировать звезды по спектральным классам по виду спектра. Разработанная ими одномерная спектральная последовательность включает в себя семь основных спектральных классов, расположенных в порядке убывания температуры фотосферы звезды (O-B-A-F-G-K-M), и четыре дополнительных класса R-N, S и W. Недавно, после обнаружения звезд с невысокой поверхностной температурой (1500÷ 2000K) и очень низкой светимостью (коричневый карлик, T ≈ 1000÷ 1500K), введены спектральные классы L и T. В спектральную классификацию как особые спектральные классы включаются также класс Q – для обозначения спектров Новых звезд, класс P – для обозначения спектров планетарных туманностей.

Звезда спектрального класса O – горячая голубая звезда с температурой поверхности T ≈ 40000К и максимумом излучения в коротковолновом “голубом” участке спектра (λ Ориона); основными линиями в спектре являются линии поглощения нейтрального и ионизированного гелия (He+, He), имеются слабые линии многократно ионизированных кислорода (O), азота (N), углерода (C); показатель цвета B — V ≈ — 0 m ,3.

Звезда спектрального класса B – горячая звезда с температурой поверхности T ≈ 12000÷ 30000К и максимумом излучения в коротковолновом участке оптического спектра, цвет звезды голубовато-белый (Спика – α Девы); наибольшую интенсивность в спектре таких звезд имеют линии поглощения нейтрального гелия (He), хорошо видны линии поглощения водорода (H) имеются слабые линии ионизованного кальция (линии H и K Ca II). Иногда такие звезды называют гелиевыми звездами. Показатель цвета B — V ≈ — 0 m ,2.

Звезда спектрального класса A – звезда с температурой поверхности T ≈ 9000÷ 12000К, цвет звезды белый (Сириус – α Большого Пса, Вега – α Лиры); наибольшую интенсивность в спектре таких звезд имеют линии бальмеровской серии водорода (Hα , Hβ , Hγ ), заметно усиливаются линии H и K ионизованного кальция (Ca II), появляются линии поглощения других ионизированных металлов. Звезда излучает примерно равное количество энергии как в коротковолновой, так и в длинноволновой частях спектра — для белой звезды A0 показатели цвета равны соответственно: U — B = 0 m , и B — V = 0 m .

Звезда спектрального класса F – звезда с температурой поверхности T ≈ 6500÷ 8500К и максимумом излучения в диапазоне длин волн Δλ ≈ 480÷ 530 нм оптического спектра, цвет звезды зеленоватый (Процион – α Малого Пса); наибольшую интенсивность в спектре таких звезд имеют линии H и K ионизованного кальция (Ca II), усиливаются линии других ионизированных металлов, в частности, железа (Fe), титана (Ti). Линии бальмеровской серии водорода ( H α , H β , H γ ) ослабевают. Показатель цвета B — V ≈ + 0 m ,2 ¸ + 0 m ,4.

Звезда спектрального класса G – максимум излучения звезд этого спектрального класса приходится на диапазон Δλ ≈ 530,0÷ 570,0 нм, эффективная температура фотосферы T эф ≈ 5000÷ 6000K, цвет звезды желтый; в спектре наблюдаются многочисленные линии металлов, весьма интенсивны линии ионизированного кальция. Наблюдаются полосы молекул CH, CN. Типичные представители – Капелла – α Возничего, Солнце. Показатель цвета B-V ≈ +0 m ,5÷ +0 m ,7.

Звезда спектрального класса K – звезда с температурой поверхности T ≈ 4000÷ 5000К и максимумом излучения в в ближнем красном диапазоне длин волн оптического спектра, цвет звезды оранжевый (Арктур – α Волопаса, Альдебаран – α Тельца); наибольшую интенсивность в спектре таких звезд имеют линии металлов, на фоне которых линии поглощения водорода (H) почти не заметны. Появляются линии и полосы поглощения, принадлежащие окислам металлов, в частности, окиси титана (TiO). Интенсивность излучения в коротковолновой части непрерывного спектра заметно ослаблена по сравнению со звездами спектральных классов О, В, A. Показатель цвета B-V ≈ +1 m ,0÷ +1 m ,6.

Звезда спектрального класса M – холодная насыщенного красного цвета звезда с температурой излучающей поверхности T ≈ 3000К и максимумом излучения в длинноволновом “красном” участке спектра (Антарес — α Скорпиона, Бетельгейзе — α Ориона); у звезд этого спектрального класса в спектре на непрерывном фоне наблюдаются интенсивные линии поглощения, принадлежащие молекулярным соединениям, в частности, окислам металлов; показатель цвета B — V ≈ +2 m 0.

Звезда спектрального класса S (циркониевая звезда) – звезда, по своим спектральным характеристикам похожая на нормальные звезды спектрального класса K, но, в отличие от них, содержащая в спектре вместо полос поглощения молекул окиси титана (TiO) полосы поглощения молекул окиси циркония (ZrO).

Звезда спектральных классов R и N (углеродная звезда) – звезда, по своим спектральным характеристикам похожая на нормальные звезды спектральных классов G и K, но, в отличие от них, содержащая в спектре полосы поглощения атомов углерода С (спектральный класс R) или полосы поглощения молекул углерода и его соединений С 2 , СН, CN (спектральный класс N).

Читайте также:  Туз червей с десяткой червей

Звезда спектрального класса W – звезда горячая, температура фотосферы T ≈ 3 ¸ 5 × 10 4 K, максимум излучения приходится на коротковолновую область спектра — звезда голубая; в спектре наблюдаются яркие эмиссионные линии, принадлежащие ионизованному и нейтральному гелию, и многократно ионизованным атомам других элементов, в частности, азоту или кислороду и углероду.

Иногда говорят, что звезды спектральных классов O,B,A (W) – ранние или горячие, F и G – солнечного типа, K и M (S, R и N) – поздние или холодные. Для детального изучения звезд спектральные классы разделены на десять подклассов от 0 до 9, например, Солнце принадлежит к звездам спектрального класса G2. Различие между двумя смежными спектральными подклассами можно заметить только после тщательной оценки интенсивности линий поглощения разных химических элементов в спектрах звезд.

Спектральный класс – астрофизическая характеристика физических и химических особенностей звезды.

Звезды, которые по своим спектральным особенностям могут быть отнесены к одному из основных спектральных классов, называются нормальными звездами.

Если спектр звезды обладает какими-либо особенностями, то в обозначении ее спектрального класса ставятся специальные дополнительные знаки, например: А0е – звезда класса А0 с эмиссионными линиями водорода, наложен­ными на линии поглощения; F3р – звезда класса F3 с необычным (пекулярным) спектром и т.п.

Изучение спектрограммы звезды позволяет получить богатую информацию о ряде физических характеристик светила. Сравнивая спектр звезды со спектром стандартного калибровочного лабораторного источника излучения, по “набору” и положению линий поглощения определяют качественный химический состав звездной атмосферы – фотосферы и хромосферы; по глубине (интенсивности) спектральных линий поглощения – количественный химический состав. По распределению интенсивности излучения в непрерывном спектре и по наличию в спектре линий поглощения или эмиссии, характерных для излучения атомов, находящихся в разной стадии ионизации, определяют температуру звезды. По смещению спектральных линий от их нормального положения (эффект Доплера) — скорость и направление движения звезды. Наклон спектральных линий и их полуширина свидетельствуют соответственно об осевом вращении звезды и движении вещества в ее атмосфере (а косвенно, и о массе звезды). Расщепление спектральной линии на компоненты (эффект Зеемана) — о наличии и мощности магнитных полей. Воистину, правы классики астрономии, утверждая, что “спектр звезды является ее паспортом”!

Источник: moodle.herzen.spb.ru

Спектральные классы звезд

Звезды разных спектральных классов в сравнении

Звезды делятся на спектральные классы в зависимости от их спектра электромагнитного излучения. Из него можно получить такую важную информацию о космическом теле как температура и давление верхних слоев, химический состав, скорость вращения и прочие физические характеристики.

Получение спектров

Спектры излучения разных источников света

В простом случае спектр можно получить следующим образом: свет, излучаемый объектом, пропускается через узкое отверстие, позади которого располагается призма. Последняя преломляет свет, который после направляется на экран или специальную фотопленку. Полученное изображение представляется в виде плавного градиента цветов от фиолетового к красному. Спектр без каких-либо черных линий называется непрерывным. Подобная картина наблюдается при излучении света твердыми или жидкими телами, к примеру – лампой накаливания.

Рассмотрим следующий случай: пусть имеется горелка, в пламя которой поместили некоторую массу соли. В описанном случае в свете пламени будет наблюдаться ярко-желтый цвет. И если посмотреть через спектроскоп на эти испарения, то мы увидим яркую желтую линию. Это означает, что разогретые пары натрия излучают свет с длиной волны желтого цвета. Данное свойство присущее любому веществу в газообразном состоянии, а его спектр называется линейчатым.

При наблюдении за Солнцем немецкий оптик Йозеф Фраунгофер отметил, что в его непрерывном спектре излучения имеются некие тонкие черные линии. Позже Густав Кирхгоф определил, что всякий разреженный газ поглощает лучи света именно тех длин волн, которые испускает сам, находясь в состоянии свечения. Получаемые на непрерывном спектре черные линии были названы как линии поглощения. Применив упомянутые законы к Солнцу, ученые, смогли выявить химический состав атмосферы звезды. Так как газы в атмосфере поглощали излучение с определенными длинами волн.

40 различных спектров Солнца

В дальнейшем в спектроскопии появилось множество методов изучения других свойств звезд, то бишь смещение спектра в определенную сторону, сравнение со спектром абсолютно черного тела, раздвоение линий наложения и прочее.

Сегодня приборы ученых позволяют измерять спектры звезд, в любых диапазонах помимо оптического, при помощи различных фильтров и окуляров, например в рентгеновском или ультрафиолетовом.

Классы Анджело Секки

Впервые классифицировал звездные спектры священник и астроном из Италии — Анджело Секки. В 1866-м году он разделил все небесные светила на три группы, в зависимости от температуры поверхности звезды и соответствующего ей цвета. За последующие 11 лет астроном добавил еще два класса.

  • I – небесные светила голубого и белого цветов. В их спектре имеются широкие линии поглощения водорода. По современной классификации, звезды типа А и частично F, такие как Вега или Альтаир. Сюда же включается подкласс звезд с узкими фраунгоферовскими линиями (начало класса B), к ним относится Ригель и γ Ориона.

Вега из созвездия Лиры

  • II – звезды оранжевого или желтого цвета. Имеют малоразличимые линии поглощения водорода, и отчетливые – металлов. Среди них наше Солнце, или Капелла из созвездия Возничего. В современной классификации – G, K и конец F.
  • III – светила оранжевого и красного цветов (класс М). С четкими линиями поглощения в синем диапазоне, металлов, а также слабые линии водорода, кальция и калия. Звезды типа Антарес и Бетельгейзе.
  • IV – углеродные звезды, имеют красный цвет.
  • V – небесные светила, спектр которых имеет линии поглощения – эмиссионные линии.

Гарвардская спектральная классификация

Разработана в 1890 — 1924 годах учеными обсерватории Гарварда, и постепенно заменившая классификацию Анджело Секки, став основной и использующейся сегодня. Гарвардская классификация строится на относительной интенсивности линий поглощения и фраунгофервских линий, а также на цвете звезд.

Таблица спектральных классов звезд

Каждый из перечисленных классов включает 10 подклассов от 0 до 9, где 0 – это наиболее горячие звезды, а 9 – наиболее холодные. Лишь класс O делится иначе — от 4 до 9,5.

Йеркская классификация с учётом светимости

В 1943 г. в одноименной обсерватории была разработана еще Йеркская классификация, которая учитывает светимость звезд, что отражается в ее названии. Иначе ее называют МКК — по первым буквам фамилий ученых: В.В. Морган, П.К. Кинан и Э. Келлман. Дело в том, что Гарвардская классификация не принимает в расчет такую важную характеристику небесного светила как светимость. Позже Йеркская классификация была отображена Эйнаром Герцшпрунгом (Дания) и Генри Расселом (США) в виде диаграммы с зависимостью спектрального класса от светимости. Таким образом, мы можем визуально наблюдать закономерность в свойствах звезд разного рода.

    Ia+ или 0 — сверхгиганты с наивысшей мощностью, массой, яркостью и короткой длительностью жизни;

Материалы по теме

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела

Звезды разных классов

Данная диаграмма позволяет также определить светимость звезды, при наличии ее спектра. Исходя из вышеописанных классификаций сегодня Солнце относят к классу G2V.

Существует множество дополнительных спектральных классов для более экзотических объектов. Например, Q – для молодых звезд, P – для планетарных туманностей, D – для белых карликов, W для самых горячих светил, температура которых превышает температуру звезд класса O, и может достигать около 100 000 К.

Читайте также:  Тату сакура на плече

Характеристические особенности в классе

Очевидно, каждая звезда хоть и относится к определенному классу, все же остается индивидуальным и неповторимым объектом, как и человек. Потому существует ряд дополнительных буквенных обозначений, которые указывают на особенности светила. Тип звезды обозначается буквой, которая стоит перед спектральным классом: карлик (d от dwarf), сверхгигант (с), гигант (g), субгигант (sg), субкарлик (sd), белый карлик (w или wd).

Пульсар PSR J0348 +0432 — нейтронная звезда и белый карлик

Многие свойства звезды выражаются особенностями его спектра, для них существует множество буквенных обозначений, которые располагаются после спектрального класса, например сильные линии металлов буквой m, а резкие и узкие линии – s.

Используя вышеописанные спектральные классы, астрономы могут кратко изложить основные свойства и особенности космического объекта. Так ярчайшая точка ночного небосвода – Сириус АB представляет собой систему из двух звезд и имеет спектральный класс A1Vm/DA2. Это означает, что видимая звезда (Сириус А) относится к классу А с подклассом температуры 1, является карликом главной последовательности и имеет сильные линии металлов, о чем говорят буквы «V» и «m». Ее компаньон Сириус Б – желтый карлик с подклассом 2, имеющий в атмосфере водород, и не имеющий гелий, линии которых соответственно присутствуют/отсутствуют в спектре, на что указывает буква А.

Источник: spacegid.com

Спектральные классы звёзд

Сложная, но информативная, содержательная, полезная и важная тема статьи, с которой нам предстоит разобраться. Речь пойдёт о спектральной классификации звёзд. Я объясню доступным языком, не вдаваясь в подробности написания формул, физических величин, как говорится «на пальцах». Давайте по-порядку.

Для начала, что же такое спектр? Спектр — распределение энергии излучения по частоте или по длинам волн. Спектр излучения звёзд — непрерывный, на который накладываются яркие и тёмные линии.

Видимое в спектроскопе представление оптического спектра

Спектры звёзд удалось расположить в виде последовательности, вдоль которой линии одних химических элементов усиливаются, а других — постепенно ослабевают. Сходные между собой спектры объединяются в спектральные классы. Важно: звёзды, принадлежащие к различным спектральным классам, отличаются температурами.

Гарвардская спектральная классификация

Ещё в начале 20 века в Гарварде была придумана классификация, позднее она дополнялась, но главная идея осталась — спектральные типы обозначаются буквами латинского алфавита. Последовательность выглядит следующим образом:

Q — P — W — O —B — A — F — G — K — M

Первые три буквы (QPW) разберём чуть позже, а последовательность (OBAFGKM) запомните сразу. Сделать это легко, астрономы-учёные уже давно придумали мнемонические образы как на русском, так и на английском языках. В оригинале звучит так: Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me. В русском эквиваленте вариант такой: Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь. И последний вариант, тоже русский, но для упрощённого детского восприятия (читается в обратном порядке): Морковь Кажется Жирафу Фруктом, А Бегемоту Овощем.

Давайте чуть подробнее остановимся на каждом из классов звёзд.

Спектральный класс звёзд (классификация Моргана-Кинана)

Класс O

Звёзды имеют очень высокую температуру (30-60 тысяч К), о чём свидетельствует большая интенсивность ультрафиолетовой области. Звёзды имеют ярко выраженный голубой оттенок. Больше всего тёмных спектральных линий в крайней левой фиолетового цвета части спектра (если смотреть на изображение спектра выше). Типичные звёзды этого класса — Дзета в созвездии Корма, Лямбда Ориона, Кси Персея.

Класс B

Температура поверхности звезды колеблется в диапазоне от 10 до 30 тысяч К. Имеют голубовато-белый цвет. Самый типичный представитель — звезда Спика (в созвездии Дева). Также Ригель и Эпсилон Ориона.

Класс A

Температура от 7500 до 10000 К. Белого цвета. Линии водорода достигают наибольшей интенсивности. Яркими представителями являются звёзды Вега и Сириус.

Класс F

Температура лежит в диапазоне 6000 — 7500 К. Происходит ослабление линий водорода и усиление линий ионизированных металлов: кальций, титан, железо. Цвет ярко-жёлтый. Знаменитые звёзды — Процион в созвездии Малый Пёс и Канопус в созвездии Киль.

Класс G

Температура на поверхности равна 5000 — 6000 К. Содержится большое количество ионизированного кальция. Цвет жёлтый. Звезда Солнце относится к этому классу.

Класс K

Температура уже не превышает 5 тысяч К и лежит в диапазоне от 3500 до 5000 К. Цвет светло-красный. К этому классу относятся звёзды Арктур в созвездии Волопас и Альдебаран в Тельце.

Класс M

Звёзды с минимальной температурой равной 2000 — 3500 К. На спектре линии металлов ослабевают. Цвет ярко-красный, иногда тёмно-оранжевый. К этому классу относится знаменитая звезда Бетельгейзе в созвездии Орион.

Дополнительные классы Q, P, W

Буквой Q обозначаются спектральные классы новых звёзд (молодых).

Буквой P — классы спектров планетарных туманностей.

Буквой W обозначаются спектры звёзд типа Вольфа-Райе — очень горячие звёзды, температура превышает звёзды O класса и достигает 100 тысяч К.

Для более детального разделения на классы были введены подклассы. Каждый класс, за исключением O, делится на 10 подклассов, которые обозначаются цифрами от 0 до 9 и ставятся после буквы основного класса. Спектральный класс O делится на меньшее количество подклассов: от 4 до 9,5. Наше Солнце с учётом подкласса имеет вид — G2 и температуру поверхности (фотосферы) равную 5780 К.

Не запутались ещё? Тогда углубимся ещё.

Если спектр звезды обладает дополнительными особенностями, к обозначению класса добавляются дополнительные символы (индексы). Если присутствуют эмиссионные линии, ставится буква е (B5e). Звезды-сверхгиганты часто отличаются глубокими узкими линиями. Это отмечается буквой с (cF0). Интенсивность избранных линий поглощения даёт нам возможность судить о светимости звезды и определить, является ли она гигантом (перед спектральным классом ставится индекс γ) или карликом (индекс δ). Другие особенности в спектре звезды, нетипичные для данного спектрального класса, отмечаются буквой р — пекулярные (А6р).

Два последних индекса связаны с осевым вращением звезды, которое приводит к размытию и расширению спектральных линий: индекс n — диффузные линии, s — резкие линии.

Йеркская спектральная классификация с учётом светимости

Теперь, когда мы разобрались с гарвардскими спектральными классами, дополним знания Йеркской спектральной классификацией с учётом светимости. Так одному гарвардскому спектральному классу могут соответствовать звёзды с одинаковой температурой поверхности, но различных классов светимости.

Исходя из этой классификации звезде приписывают гарвардский спектральный класс и класс светимости.

Класс Название Абс. звёзд. величины MV
Гипергиганты
Ia + Ярчайшие сверхгиганты −10
Ia Яркие сверхгиганты −7,5
Ib Нормальные сверхгиганты −4,7
II Яркие гиганты −2,2
III Нормальные гиганты +1,2
IV Субгиганты +2,7
V Карлики главной последовательности +4
VI Субкарлики +5-6
VII Белые карлики +13-15

По данным таблицы, Солнце имеет йеркский спектральный класс G2V.

Хочу добавить, что и это ещё не все характеристики и особенности спектральных классов звёзд. Есть ещё много дополнительных индексов, стоящих как перед, так и после обозначения спектра. Все примеры приводить и тем более запоминать не нужно. В статьях, если будут встречаться новые обозначения спектральных классов звёзд, я обязательно буду давать пояснение уже конкретно для этой звезды.

В заключение отмечу, что ключевым моментом для определения зависимости между видом спектра и светимостью звёзд разработана диаграмма спектр-светимость или диаграмма Герцшпрунга-Рассела. О ней я расскажу в отдельной статье.

А пока на этом всё. Прочитайте, пожалуйста, внимательно. Непонятные моменты спрашивайте в комментариях — я обязательно отвечу каждому и постараюсь ещё лучше объяснить.

Источник: 2i.by