Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
7. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕЗД И ДАЛЕКИХ ОГНЕЙ
Звезды чаще всего используются в качестве навигационных ориентиров в системах астронавигации и астроориентации [17г 30, 72], поэтому при проектировании астронавигационных систем важно знать светотехнические характеристики звезд. Для визуальных приборов и наблюдений невооруженным глазом это прежде всего блеск звезды и ее спектральные характеристики.
Под далекими огнями обычно понимают светосигнальные огни прожекторов, маяков, бакенов, светофоров, посадочные огни самолетов и т. д., находящиеся на расстоянии, при котором угловой размер светосигнального огня мал, и огонь воспринимается как точечный источник света. Светосигнальные огни применяются во многих областях практической деятельности человека: в сигнализации, навигации, ориентации. С интересующей нас точки зрения видимости, их достаточно охарактеризовать силой света, угловыми размерами и цветом. Перейдем к рассмотрению отдельных характеристик звезд и далеких огней.
47
Звезды
Звезды, как и Солнце, — гигантские раскаленные самосве- . тящиеся образования, находящиеся от нас на громадных расстояниях, по сравнению с которыми масштабы Солнечной системы ничтожно малы. Путь, пройденный светом за один год, часто используется в качестве единицы межзвездных расстояний под названием световой год. Этот путь равен 9,5 1012 км.
Изучение спектров звезд показало, что их природа сходна с природой Солнца. Звезды отличаются друг от друга по размеру, плотности, цвету, температуре. Даже на глаз заметны различия в цвете ярких звезд: красный Арктур явно отличается от голубовато-белой Веги, а звезда ц Цефея за свой интенсивно красный цвет получила название гранатовой звезды. Разница в цвете звезд связана с их температурой. Наиболее горячими являются белые и голубые звезды. Температура их поверхности лежит в пределах 10000—30000° С. Встречаются даже звезды с температурой поверхности порядка 100 000° С. Желтые звезды, к числу которых относится наше Солнце, имеют температуру поверхности, близкую к 6000° С. Самыми же холодными являются красные звезды с температурой, которая в некоторых случаях не превышает 2000° С. Химический состав звезд примерно одинаков, хотя содержание тех или иных веществ в них может быть различным. В звездах преобладают водород и гелий, содержание же других химических элементов невелико.
Спектры звезд отличаются большим разнообразием, причиной которого служит не различие в химическом составе, а главным образом, различие в их температуре [43].
Спектры звезд. Большинство звезд подобно Солнцу имеют спектры поглощения, т. е. спектры, в которых обязательно присутствуют темные линии. Классификация звезд по спектру, выработанная Гарвадской обсерваторией США и являющаяся в настоящее время общепринятой, делит звезды на классы, каждый из которых обозначен определенной буквой латинского алфавита. Основные характеристики этих классов приведены в табл. 8. От основной последовательности спектральных классов у класса К отходят две ветви — классы R, N и класс S, которые включают небольшое число холодных красных звезд, содержащих примеси углерода и циана (классы R и N) или примеси окиси титана и циркония (класс S):
/R—N О—В—А—F—G—К—М.
Интенсивность линий различных элементов в спектрах звезд плавно меняется от класса к классу, поэтому для более точной оценки звезд по спектральным характеристикам были введены
48
Таблица 8
Основные характеристики спектральных классов звезд [43]
Класс Характеристики спектра Темпера- тура Цвет Т ипкчные звезды
о Линии водорода, гелия, ионизируемого гелия, многократно ионизированного кремния, углерода, азота, кислорода. Звезды с линиями излучения в спектре называются звездами Вольфа—Райе (Т = = 100 000° С) 25 000— 35 000 Беловато- голубо- ватый й Кормы, X Ориона, | Персея, А, Цефея
в Линии гелия, водорода (усиливаются к классу А). Слабые линии Н и К ионизированного кальция 15 000 25 000 Г олубо-ватый е Ориона, а Девы, Y Персея
А Линии водорода весьма интенсивны, линии Н и К ионизированного кальция усиливаются к классу F, появляются слабые линии металлов 11 000 Г олубо-вато-белый, белый а Лиры, а Б. Пса
F Линии Н и К ионизированного кальция и линии металлов усиливаются к классу G. Линии водорода ослабевают. Появляется линия кальция X = 4226 А, усиливающаяся к классу G, появляется и усиливается к классу G полоса углерода 7 500 Желтовато- белый а М. Пса, а Персея
G Линии Н и К кальция интенсивны, линия 4226Л и линия железа довольно интенсивны. Многочисленные линии металлов, линии водорода слабеют к классу К• Интенсивна полоса G 6 000 Желтова- тый а Возничего, Р Южной Гидры, Солнце
К Линии металлов, в частности Н, К и 4226J А интенсивны, линия водорода едва заметна. Полоса G интенсивна. С подкласса К5 становятся видимыми полосы поглощения окиси титана ТЮ 4 500 Желтый, краснова- то-оран- жевый а Волопаса, Р Близнецов, а Тельца
49
Продолжение табл. 8
Класс Характеристики спектра Темпера- тура Цвет Типичные звезды
М Интенсивны полосы поглощения окиси титана и других металлов, в частности Я, К и 4226 А; полоса G слабеет. В спектрах долго периодических переменного типа (например, о Кита) имеются линии излучения водорода Me 2000 3500 Красно- ватый а Ориона, а Скорпиона, о Кита
