Андрієвський С.М. Климишин І.А. Курс загальної астрономії. Навчальний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

341

â³äíîñíî öåíòðà Ãàëàêòèêè. Çàëåæí³ñòü ñâ³òíîñò³ â³ä ïåð³îäó çì³íè áëèñêó

äëÿ ç³ð òèïó W Ä³âè ìàéæå òàêà, ÿê ³ äëÿ öåôå¿ä, îäíàê ç ³íøîþ êîíñòàí-

òîþ ó ôîðìóë³ òèïó (16.1).

Ë³ðèäè. Çì³ííèõ ç³ð òèïó RR Ë³ðè â³äîìî áëèçüêî 4000. Öå — ã³ãàíòè

ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â A — F, ïåð³îäè çì³íè áëèñêó äëÿ íèõ º â ìåæàõ â³ä 0,2

äî 1,2 äîáè, àìïë³òóäè çì³íè áëèñêó íå ïåðåâèùóþòü 2

(ðèñ. 16.4).

Ñåðåäíº çíà÷åííÿ àáñîëþòíî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè ë³ðèä M ≈ +0,5

. Îñîá-

ëèâî áàãàòî öèõ ç³ð º â êóëÿñòèõ çîðÿíèõ ñêóï÷åííÿõ (äèâ. ï³äðîçä³ë 19.3).

Óæå íà ïî÷àòêó ÕÕ ñò., ÿê ò³ëüêè âèÿâèëè çàëåæí³ñòü M = M(P), öåôå¿-

äè (ó íàéøèðøîìó ðîçóì³íí³ ñëîâà, òîáòî âêëþ÷àþ÷è â öþ ãðóïó ³ ë³ðèäè,

³ â³ðã³í³äè) íàçâàëè «ìàÿêàìè Âñåñâ³òó». Âîíè é ñïðàâä³ º òàêèìè, îñîáëè-

âî òåïåð, êîëè ç’ÿñîâàíî ³ñíóâàííÿ öèõ òðüîõ îêðåìèõ ð³çíîâèä³â. ¯õíÿ äî-

ñòàòíüî âèñîêà ñâ³òí³ñòü äàº çìîãó âèÿâëÿòè ö³ îá’ºêòè â íàéäàëüøèõ çàêóò-

Ð è ñ. 16.3. Ñõåìàòè÷íå çîáðàæåííÿ çàëåæíîñò³ ïåð³îä — ñâ³òí³ñòü äëÿ

öåôå¿ä (1), â³ðã³í³ä (2), à òàêîæ ç³ð òèïó RR Ë³ðè (3)

Ð è ñ. 16.4. Êðèâà áëèñêó RR Ë³ðè

Розділ16.Пльсючізміннізорі

342

êàõ íàøî¿ Ãàëàêòèêè, à òàêîæ (öå ñòîñóºòüñÿ ñàìå öåôå¿ä) ³ â äåê³ëüêîõ äå-

ñÿòêàõ áëèçüêèõ äî íàñ ãàëàêòèê. Òóò ôîðìóëà (16.1) äàº çìîãó ïðîêàë³áðó-

âàòè ³íø³ ìåòîäè âèçíà÷åííÿ ì³æãàëàêòè÷íèõ â³äñòàíåé ö³ëêîì òàê ñàìî,

ÿê ó ìàñøòàáàõ íàøî¿ Ãàëàêòèêè öå çä³éñíèëè çà äîïîìîãîþ òðèãîíîìåò-

ðè÷íèõ ïàðàëàêñ³â.

16.3. ²íø³ òèïè ïóëüñóþ÷èõ çì³ííèõ

Çì³íí³ òèïó α Ëåáåäÿ — íåðàä³àëüíî ïóëüñóþ÷³ íàäã³ãàíòè ñïåêòðàëüíèõ

êëàñ³â Â — À, â ÿêèõ çì³íà áëèñêó â³äáóâàºòüñÿ ó ïðîì³æêàõ â³ä äåê³ëüêîõ

ä³á äî äåñÿòê³â ä³á ³ çà àìïë³òóäîþ íå ïåðåâèùóº 0,2

. Çì³íà áëèñêó ìàº íå-

ðåãóëÿðíèé õàðàêòåð. Ó òàêîìó ðàç³ ãîâîðÿòü íå ïðî ïåð³îä çì³íè áëèñêó, à

ïðî õàðàêòåðíå çíà÷åííÿ òðèâàëîñò³ ïóëüñàö³éíîãî öèêëó.

Ñåðåä ç³ð ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â Î8 — Â6, ÿê³ íà ä³àãðàì³ ñïåêòð — ñâ³òí³ñòü

ðîçòàøîâàí³ íà ãîëîâí³é ïîñë³äîâíîñò³, à òàêîæ ó çîí³ äåùî âèùå â³ä íå¿,

âèä³ëÿþòü ãðóïó ïóëüñóþ÷èõ çì³ííèõ òèïó β Âåëèêîãî Ïñà (àáî β Öåôåÿ).

Àìïë³òóäè çì³íè áëèñêó öèõ ç³ð íå ïåðåâèùóþòü 0,3

, à õàðàêòåðíèé ìàñ-

øòàá ó ÷àñ³ öèõ çì³í — â³ä 2 äî 15 ãîä.

Õîëîäí³ø³ â³ä ç³ð β Âåëèêîãî Ïñà, àëå òàêîæ ÿê ³ îñòàíí³, ðîçòàøîâàí³

ïîáëèçó ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³, ïóëüñóþ÷³ çîð³ òèïó δ Ùèòà ìàþòü ä³àïà-

çîí ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â A2 — F5. Àìïë³òóäà çì³íè áëèñêó öèõ ç³ð íå ïåðå-

âèùóº 0,8

, à ïåð³îäè º â ìåæàõ â³ä äåê³ëüêîõ äåñÿòê³â õâèëèí äî ïðèáëèç-

íî 5 ãîäèí. Êðèâ³ çì³íè áëèñêó ç ÷àñîì çì³íþþòü ñâîþ ôîðìó, à öå îçíà-

÷àº, ùî ó öèõ ç³ð îäíî÷àñíî çáóäæóþòüñÿ êîëèâàííÿ ç äåê³ëüêîìà ð³çíèìè

ïåð³îäàìè, ³ ñïîñòåðåæóâàíà çì³íà áëèñêó º ðåçóëüòàòîì ³íòåðôåðåíö³¿ òà-

êèõ êîëèâàíü.

Äî òàêîãî æ ä³àïàçîíó ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â, ÿê ³ çîð³ òèïó δ Ùèòà, íà-

ëåæàòü çì³íí³ òèïó SX Ôåí³êñà. Âîíè º ïóëüñóþ÷èìè ñóáêàðëèêàìè, ïåð³î-

äè ÿêèõ 1-2 ãîäèíè, àìïë³òóäà æ ìîæå äîñÿãàòè 0,7

Ç áîêó äîâãèõ ïåð³îä³â ç öåôå¿äàìè ñòèêóþòüñÿ çì³íí³ çîð³ òèïó RV Òåëüöÿ

³ íàï³âïðàâèëüí³ çì³íí³. Ó ìàêñèìóì³ áëèñêó çîð³ òèïó RV Òåëüöÿ (íàäã³ãàí-

òè) ìàþòü ñïåêòðàëüí³ êëàñè F — G; çàãàëüíà àìïë³òóäà çì³íè ¿õ áëèñêó ìîæå

äîñÿãàòè 3–4

, à ïåð³îäè ìàþòü çíà÷åííÿ â³ä 30 äî 150 ä³á. Íàï³âïðàâèëüí³

çì³íí³ (ã³ãàíòè ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â K, M, C, S) ïîêàçóþòü ÿê äîñèòü äîáðå

âèçíà÷åíó ïåð³îäè÷í³ñòü çì³íè áëèñêó (òèï SRa), òàê ³ â³äñóòí³ñòü ïåð³îäè-

÷íîñò³ (òèï SRb). Òóò ìîæíà ãîâîðèòè ëèøå ïðî õàðàêòåðíèé ÷àñ çì³ííîñ-

ò³. Äëÿ ç³ð öüîãî òèïó â³í ñòàíîâèòü â³ä 20 ä³á äî 2300 ä³á ïðè àìïë³òóä³ ìåí-

øå 2,5

, àëå óïðîäîâæ äåÿêèõ ³íòåðâàë³â ÷àñó áëèñê ìîæå áóòè íàâ³òü íå-

çì³ííèì. Ó ãðóï³ íàï³âïðàâèëüíèõ çì³ííèõ âèä³ëÿþòü òàêîæ ã³ãàíòè

ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â F-K-M (òèï SRd ³ SRc), ÿê³ ìàþòü àìïë³òóäè çì³íè áëè-

ñêó â³ä 0,1

äî 4

³ ïåð³îäè â³ä 30 äî äåê³ëüêîõ òèñÿ÷ ä³á.

ЧастинаVI.Фізиазірітманностей

343

Çì³íí³ òèïó Ì³ðè Êèòà ìàþòü ïåð³îäè çì³íè áëèñêó â³ä 80 äî 1000 ä³á

ïðè àìïë³òóä³ öèõ çì³í â³ä 2,5

äî 5–10

. Öå — ÷åðâîí³ íàäã³ãàíòè. Õî÷à çà-

ãàëüíà êàðòèíà çì³ííîñò³ öèõ ç³ð º îäíàêîâîþ, îäíàê ôîðìè êðèâèõ áëèñ-

êó, àìïë³òóäè ³ ïðîì³æêè ÷àñó ì³æ äâîìà ïîñë³äîâíèìè ìàêñèìóìàìè â³ä

öèêëó äî öèêëó íåîäíàêîâ³. Íàïðèêëàä, òèïîâèé ïðåäñòàâíèê ö³º¿ ãðóïè

çîðÿ R Ã³äðè â íàø ÷àñ ç ïåð³îäîì 386 ä³á çì³íþº ñâ³é áëèñê â³ä 3

äî 11

Äâ³ñò³ æ ðîê³â òîìó öåé ïåð³îä äîñÿãàâ 500 ä³á. Áëèñê ñàìî¿ çîð³ Ì³ðè (ç ëà-

òèíñüêî¿ — «äèâíà») Êèòà â ñåðåäíüîìó ïðîòÿãîì êîæíèõ 332 äîáè çì³íþ-

ºòüñÿ â³ä 2

äî 10,1

Ñåðåä ïóëüñóþ÷èõ ç³ð íàéêîðîòø³ ïåð³îäè ìàþòü òàê çâàí³ çì³íí³ òèïó

ZZ Êèòà. Öå — ïóëüñóþ÷³ á³ë³ êàðëèêè, ÿê³ çì³íþþòü ñâ³é áëèñê ç ïåð³îäîì

â³ä 30 ñåêóíä äî 25 õâèëèí ³ àìïë³òóäîþ â³ä 0,001

äî 0,2

Àíàë³ç ïàðàìåòð³â çãàäàíèõ âèùå ïóëüñóþ÷èõ çì³ííèõ ç³ð äàº çìîãó çðî-

áèòè âèñíîâîê, ùî ïåð³îä ïóëüñàö³¿ çîð³ º òèì á³ëüøèé, ÷èì ìåíøà ñåðåä-

íÿ ãóñòèíà çîð³. Î÷åâèäíî, çîðÿ ñòàº çì³ííîþ ëèøå íà ïåâíîìó åòàï³ ñâîº¿

åâîëþö³¿, íà ÿêîìó ¿¿ òåìïåðàòóðà, ðàä³óñ ³ ñåðåäíÿ ãóñòèíà íàáóâàþòü òà-

êèõ çíà÷åíü, ïðè ÿêèõ ñòàö³îíàðíèé ñòàí ñòàº íåìîæëèâèì. Ïîëîæåííÿ

Ð è ñ. 16.5. Ïîëîæåííÿ îñíîâíèõ òèï³â ïóëüñóþ÷èõ çì³ííèõ ç³ð íà ä³àãðàì³

ñïåêòð — àáñîëþòíà çîðÿíà âåëè÷èíà; ðàçîì ³ç ñïåêòðàëüíèìè êëàñàìè

âêàçàíà òàêîæ øêàëà åôåêòèâíî¿ òåìïåðàòóðè

Розділ16.Пльсючізміннізорі

344

îñíîâíèõ òèï³â ïóëüñóþ÷èõ ç³ð íà ä³àãðàì³ ñïåêòð — àáñîëþòíà çîðÿíà âå-

ëè÷èíà â³äîáðàæåíî íà ðèñ. 16.5.

Ñë³ä çàóâàæèòè, ùî íàøå Ñîíöå òåæ ìîæíà ââàæàòè ïóëüñóþ÷îþ çîðåþ.

Íàÿâí³ñòü ïóëüñàö³é äóæå ìàëî¿ àìïë³òóäè ç ïåð³îäàìè â³ä 5 õâèëèí äî ïðè-

áëèçíî òðüîõ ãîäèí áóëà âñòàíîâëåíà çà äîïîìîãîþ ñïåêòðàëüíèõ ñïîñòå-

ðåæåíü, çàâäÿêè âèêîðèñòàííþ åôåêòó Äîïëåðà.

16.4. Åëåìåíòè òåîð³¿ çîðÿíèõ ïóëüñàö³é

Çá³ëüøåííÿ ïåð³îäó ïóëüñàö³é ïðè çðîñòàíí³ ðàä³óñà çîð³ ³, îòæå,

çìåíøåíí³ ¿¿ ñåðåäíüî¿ ãóñòèíè ïîâí³ñòþ óçãîäæóºòüñÿ ç äàíèìè, ùî âè-

ïëèâàþòü ç òåîð³¿ ïóëüñàö³é ç³ð. Â ¿¿ îñíîâ³ ëåæàòü çàïèñàí³ ó äèôåðåí-

ö³àëüí³é ôîðì³ çàêîíè çáåðåæåííÿ ìàñè, ³ìïóëüñó òà åíåðã³¿. Çàâäàííÿì

òåîð³¿ ïóëüñàö³é º âèâ÷åííÿ ðîçïîä³ëó àìïë³òóäè êîëèâàííÿ â³ä öåíòðà

çîð³ äî ¿¿ ïîâåðõí³, óçãîäæåííÿ îòðèìàíèõ ðåçóëüòàò³â ç³ ñïîñòåðåæåí-

íÿìè, à ãîëîâíå — ïîÿñíåííÿ ñàìîãî ìåõàí³çìó ïóëüñàö³é ó ç³ð ð³çíèõ

òèï³â.

Á³ëüø í³æ ñòî ðîê³â òîìó òåîðåòè÷íî áóëî äîâåäåíî, ùî îäíîð³äíà ãàçî-

âà êóëÿ, âèâåäåíà ³ç ñòàíó ð³âíîâàãè, çä³éñíþº êîëèâàííÿ ó ïîë³ âëàñíîãî

òÿæ³ííÿ, ðîçøèðþþ÷èñü ³ ñòèñêóþ÷èñü, ç ïåð³îäîì:

/,PK=ρ

(16.2)

äå

— ñåðåäíÿ ãóñòèíà ãàçîâî¿ êóë³ (çîð³); K — ñòàëà. ßê âèäíî, ÷èì ìåí-

øà ãóñòèíà ïóëüñóþ÷î¿ êóë³, òèì á³ëüøèé ïåð³îä ³¿ ïóëüñàö³¿. Äî ðå÷³, öå

ñï³ââ³äíîøåííÿ âèïëèâàº ³ ç â³äîìî¿ ôîðìóëè äëÿ ïåð³îäó êîëèâàííÿ ìà-

òåìàòè÷íîãî ìàÿòíèêà

2/Plg=π

ó ïîë³ òÿæ³ííÿ ç ïðèñêîðåííÿì g, ÿêùî

â í³é çàì³ñòü äîâæèíè ìàÿòíèêà l ï³äñòàâèòè ðàä³óñ çîð³ R, à òàêîæ óðàõó-

âàòè, ùî ïðèñêîðåííÿ ñèëè òÿæ³ííÿ g = GM/R

Äëÿ îäíîð³äíî¿ ãàçîâî¿ êóë³ ç ïîêàçíèêîì àä³àáàòè γ = 5/3 ñòàëà K = 0,14,

ÿêùî Ð âèì³ðÿíèé â äîáàõ, à

ó ã/ñì

. Óçàãàë³ æ, ÿê âèÿâèëîñÿ, ñòàëà K

çàëåæèòü â³ä ñòðóêòóðè çîð³. Íàïðèêëàä, ¿¿ ÷èñëîâå çíà÷åííÿ äëÿ öåôå¿ä ç

Ð = 2 äîáè ìàéæå óäâ³÷³ á³ëüøå í³æ äëÿ öåôå¿ä ç ïåð³îäîì 70 ä³á. ßêùî æ

çíåõòóâàòè öèì óòî÷íåííÿì, òî ç ôîðìóëè (16.2) ïðè K = 0,14 îòðèìàºìî

òàê³ îö³íêè ïåð³îä³â ïóëüñàö³é. Äëÿ Ñîíöÿ ³ ïîä³áíèõ äî íüîãî ç³ð ïðè

= 1,41 ã/ñì

ïóëüñàö³éíèé ïåð³îä ìàº äîð³âíþâàòè Ð ≈ 3 ãîä (ïðèáëèç-

íî 0,12 äîáè), äëÿ öåôå¿ä ïðè

≈ 10

–4

ã/ñì

ïåð³îä Ð ≈ 10 ä³á, äëÿ ç³ð òèïó

Ì³ðè Êèòà ç ρ ≈ 5·10

-8

ã/ñì

îäåðæèìî Ð ≈ 600 ä³á, à äëÿ á³ëîãî êàðëèêà ç

ρ ≈ 10

ã/ñì

ìàºìî Ð ≈ 40 ñåêóíä.

ßê³ñíå ñï³âïàäàííÿ òåîðåòè÷íî î÷³êóâàíèõ çíà÷åíü ïåð³îä³â ïóëüñàö³é

ç³ ñïîñòåðåæóâàíèìè ï³äòâåðäæóº ìåõàí³÷íó ïðèðîäó ïóëüñàö³é öèõ ç³ð.

ЧастинаVI.Фізиазірітманностей

345

Îäíàê, ÿê ïîêàçóº àíàë³ç, çîðÿ, ÿêó âèâåäåíî ç³ ñòàíó ð³âíîâàãè, ïðèïèíè-

ëà á ñâî¿ êîëèâàííÿ âíàñë³äîê ¿õ ïîñòóïîâîãî çãàñàííÿ. Òèì ÷àñîì ïóëüñó-

þ÷³ çîð³ çì³íþþòü ñâ³é áëèñê óïðîäîâæ ñîòåíü òèñÿ÷ ³ ì³ëüéîí³â ðîê³â. Î÷å-

âèäíî, ùî ö³ êîëèâàííÿ ï³äòðèìóþòüñÿ åíåðã³ºþ, ÿêà âèâ³ëüíÿºòüñÿ â íàä-

ðàõ ç³ð óíàñë³äîê òåðìîÿäåðíèõ ðåàêö³é. Âàæ÷å ïîÿñíèòè ³íøå: ÿêèì ÷èíîì

ïðîìåíèñòà åíåðã³ÿ, ùî ïîâ³ëüíî «ïðîñî÷óºòüñÿ» ÷åðåç çîðÿíó ðå÷îâèíó ç

íàäð äî ïîâåðõí³ çîð³, ñïðè÷èíÿº ìåõàí³÷íó ä³þ? Öþ ïðîáëåìó ç’ÿñîâàíî

â 50-õ ðîêàõ XX ñò. çàâäÿêè ïðàöÿì äâîõ â÷åíèõ: Ñ. À. Æåâàê³íà ³ Ð. Êð³ñò³,

ÿê³ ïåðøèìè çâåðíóëè óâàãó íà òå, ùî äåñòàá³ë³çóþ÷èé âïëèâ íà çîðÿíó

îáîëîíêó ìîæóòü ìàòè ò³ ¿¿ øàðè, â ÿêèõ º ÷àñòêîâà ³îí³çàö³ÿ àòîì³â òèõ õ³-

ì³÷íèõ åëåìåíò³â, âì³ñò ÿêèõ â ðå÷îâèí³ çîð³ º äîñòàòíüî âèñîêèé (öå, íà-

ïðèêëàä, âîäåíü àáî ãåë³é — äâà íàéá³ëüø ðîçïîâñþäæåí³ åëåìåíòè ó Âñå-

ñâ³ò³).

Â îáîëîíö³ çîð³ òåìïåðàòóðà ðå÷îâèíè çðîñòàº â íàïðÿì³ äî öåíòðà çîð³.

Òîìó, ïî÷èíàþ÷è ç äåÿêî¿ ãëèáèíè, àòîìè ð³çíèõ õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â ïîñòó-

ïîâî ïåðåõîäÿòü â ³îí³çîâàíèé ñòàí. ×èì íèæ÷èì º ïîòåíö³àë ³îí³çàö³¿ àòî-

ì³â ïåâíîãî åëåìåíòà, òèì áëèæ÷å äî ïîâåðõí³ çîíà éîãî ³îí³çàö³¿. Äîñòàò-

íüî ãëèáîêî ï³ä ïîâåðõíåþ çîð³ ðîçòàøîâàíà çîíà ³îí³çàö³¿ âîäíþ (ïîòåí-

ö³àë ³îí³çàö³¿ 13,6 åÂ), äåùî ãëèáøå º çîíà îäíîêðàòíî¿ ³îí³çàö³¿ ãåë³þ (çîíà

He ² → He ²², ïîòåíö³àë 24,6 åÂ), à ùå ãëèáøå — çîíà äâîêðàòíî¿ ³îí³çàö³¿

ãåë³þ (çîíà He ²² → He ²²², ïîòåíö³àë 54,4 åÂ), â ÿê³é â³ä êîæíîãî àòîìà

ãåë³þ â³äðèâàºòüñÿ äðóãèé åëåêòðîí. Òîâùèíà çîíè, äå ãåë³é ïåðåáóâàº ïå-

ðåâàæíî ó ñòàí³ He ²², ó öåôå¿äè ïðè ¿¿ ðàä³óñ³ áëèçüêî 3,5⋅10

ñì, òîáòî

áëèçüêî 50R



, ñòàíîâèòü óñüîãî 0,01–0,02R



, ñåðåäíÿ ãóñòèíà ö³º¿ çîíè

≈ 3⋅10

-8

ã/ñì

, ¿¿ ñåðåäíÿ òåìïåðàòóðà Ò ≈ 40000 Ê, à ìàñà ö³º¿ çîíè, â ÿê³é

ãåë³é º îäíîêðàòíî ³îí³çîâàíèì, áëèçüêî 10

–6

â³ä ìàñè çîð³. Ïðîòå ñàìå öÿ

çîíà, ùî ìàº íåçíà÷íó òîâùèíó ³ äóæå ìàëó ìàñó, ïðèâîäèòü ó ðóõ ³ ï³ä-

òðèìóº êîëèâàííÿ çîâí³øí³õ øàð³â çîð³. Â³äáóâàºòüñÿ öå çàâäÿêè ðèòì³÷-

í³é çì³í³ íåïðîçîðîñò³ ó çîí³, ÿêà ì³ñòèòü çíà÷íó ÷àñòèíó ³îí³â He ²².

Ñïðàâà â òîìó, ùî êîåô³ö³ºíò íåïðîçîðîñò³ ³ñòîòíî çàëåæèòü â³ä ãóñòè-

íè ³ òåìïåðàòóðè çîðÿíî¿ ðå÷îâèíè:

−

κ=κρ

(16.3)

äå ïîêàçíèêè m ≈ 0,8–1,0, à s ≈ 3–4 (âàð³þþòü ó öèõ ìåæàõ çàëåæíî â³ä ñà-

ìèõ çíà÷åíü ãóñòèíè ³ òåìïåðàòóðè).

Ó çîí³ ÷àñòêîâî¿ ³îí³çàö³¿ åëåìåíòà ç âèñîêèì âì³ñòîì, íàïðèêëàä ãåë³þ,

ïðè ñòèñêóâàíí³ ãàçó òåìïåðàòóðà ï³äâèùóºòüñÿ íåçíà÷íî, òîìó ùî åíåð-

ã³ÿ âèòðà÷àºòüñÿ íå íà ðîç³ãð³â ãàçó, à íà ïîäàëüøó ³îí³çàö³þ ò³º¿ ÷àñòèíè

ãåë³þ, ùî ùå ïåðåáóâàº â àòîìàðíîìó ñòàí³, àáî ó ñòàí³ îäíîêðàòíîãî ³îíà

He ²². Çðîñòàííÿ ãóñòèíè ãàçó ïðè ñòèñêóâàíí³ ³ ïðàêòè÷íà íåçì³íí³ñòü éîãî

òåìïåðàòóðè, îáóìîâëþþòü, çã³äíî ç ôîðìóëîþ (16.3), ï³äâèùåííÿ êîåô³-

ö³ºíòà íåïðîçîðîñò³ ó ö³é çîí³. Òàêèì ÷èíîì, ó ñåðåäîâèù³ ç âèñîêèì êîå-

Розділ16.Пльсючізміннізорі

346

ô³ö³ºíòîì íåïðîçîðîñò³ òåïëîâà åíåðã³ÿ ÿê áè çàìêíóòà (ðàä³àòèâíà âòðàòà

åíåðã³¿ ³ç çîíè äîñèòü ìàëà) ³ ç ÷àñîì åíåðã³ÿ òóò åôåêòèâíî íàêîïè÷óºòü-

ñÿ. Ñòèñêóâàííÿ ïîñòóïîâî ïðèâîäèòü äî ïåðåõîäó á³ëüøî¿ ÷àñòèíè ³îí³â

He II ó ñòàí He III. ²îíè He III ïîâí³ñòþ ïîçáàâëåí³ åëåêòðîí³â, òîìó ¿õíÿ

ïîäàëüøà ³îí³çàö³ÿ íåìîæëèâà, à îòæå, ìàéæå óñÿ åíåðã³ÿ ñòèñêóâàííÿ òå-

ïåð éäå ò³ëüêè íà ï³äâèùåííÿ ê³íåòè÷íî¿ åíåðã³¿ ÷àñòèíîê ãàçó, òîáòî íà

ï³äâèùåííÿ éîãî òåìïåðàòóðè. Â ñâîþ ÷åðãó, öå îáóìîâëþº çíèæåííÿ êîå-

ô³ö³ºíòà íåïðîçîðîñò³ (16.3) ³ íàñòóïíå âèä³ëåííÿ åíåðã³¿ çîíîþ. Âèä³ëåí-

íÿ åíåðã³¿ âèêëèêàº, à ïîò³ì ï³äòðèìóº ðîçøèðåííÿ çîðÿíî¿ îáîëîíêè.

Âòðàòà åíåðã³¿ âêàçàíîþ çîíîþ ñóïðîâîäæóºòüñÿ ðåêîìá³íàö³ºþ ³îí³â He III

(çâîðîòí³é ïåðåõ³ä äî ñòàíó He II) ³ ïîñòóïîâèì ïðèïèíåííÿì ðîçøèðåí-

íÿ. Äîñÿãíóâøè íàéá³ëüøîãî ðîçøèðåííÿ, çîâí³øí³ øàðè ï³ä ä³ºþ ñèëè

òÿæ³ííÿ ïàäàþòü äîíèçó, ðàä³óñ çîð³ ïðîõîäèòü ÷åðåç ñåðåäíº, ð³âíîâàæíå

ïîëîæåííÿ ³ ðîçïî÷èíàºòüñÿ íîâèé åòàï ñòèñêóâàííÿ, â³äíîâëþºòüñÿ óâåñü

ïîïåðåäí³é öèêë ïóëüñàö³é.

Çà ñõîæèì ïðèíöèïîì ïðàöþº çâè÷àéíèé ïîðøíåâèé äâèãóí: åíåðã³ÿ

ïðè çãîðÿíí³ ïàëüíîãî (à öå — íàáóòòÿ åíåðã³¿ ñèñòåìîþ) âèâ³ëüíÿºòüñÿ ñàìå

â ìîìåíò íàéá³ëüøîãî ñòèñêó ãàçó â öèë³íäð³.

Àíàë³ç ïîêàçàâ, ùî çîðÿí³ ïóëüñàö³¿ ìîæëèâ³ ëèøå ó òîìó âèïàäêó, êîëè

çîíà ³îí³çàö³¿ He ²² ïåðåáóâàº íà ïåâí³é ãëèáèí³ â îáîëîíö³ ³ êîëè âîíà çäàò-

íà «íàñòðîþâàòèñÿ» íà ðåçîíàíñ ç óñ³ºþ çîðåþ. ßêùî çîíà ðîçòàøîâàíà

äóæå ãëèáîêî, ¿¿ âïëèâ íà çîðÿíó îáîëîíêó íåçíà÷íèé, ÿêùî æ âîíà º ïî-

áëèçó ïîâåðõí³ çîð³, òî åíåðã³ÿ íå ìîæå åôåêòèâíî íàêîïè÷óâàòèñÿ ïðîòÿ-

ãîì ôàçè ñòèñêóâàííÿ âíàñë³äîê íåçíà÷íî¿ çàãàëüíî¿ íåïðîçîðîñò³, ÿêà

ñïðèÿº ¿¿ âòðàò³ çà ðàõóíîê âèïðîì³íþâàííÿ. ² ò³ëüêè ó ïðîì³æíîìó âèïàäêó

çîíà ÷àñòêîâî¿ ³îí³çàö³¿ ìàº ñèëüíèé äåñòàá³ë³çóþ÷èé åôåêò, ÿêèé ïðèçâî-

äèòü äî çáóäæåííÿ ïðàâèëüíèõ ðèòì³÷íèõ êîëèâàíü çîðÿíî¿ îáîëîíêè (íà-

ïðèêëàä, ó öåôå¿ä, â³ðã³í³ä òà ³í.). Äëÿ äåÿêèõ òèï³â ïóëüñóþ÷èõ ç³ð öÿ íà-

ñòðîéêà ïîã³ðøóºòüñÿ. Ó öüîìó âèïàäêó çàì³ñòü ÷³òêèõ ïóëüñàö³é â³äáóâà-

þòüñÿ íåïðàâèëüí³ êîëèâàííÿ áëèñêó çîð³. Çíà÷åííÿ æ àìïë³òóäè êîëèâàíü

çàëåæèòü â³ä ïðîòÿæíîñò³ ³ ìàñè çîíè He ²².

ЧастинаVI.Фізиазірітманностей

347

Ðîçä³ë 17

ÅÐÓÏÒÈÂÍ² ÇÌ²ÍÍ² ÇÎÐ²

17.1. Êàðëèêè ï³çí³õ êëàñ³â

Ñåðåä ðîçìà¿òòÿ çì³ííèõ ç³ð º òàê³, ïðîÿâè íåñòàö³îíàðíîñò³ ÿêèõ ïîâ’ÿ-

çàí³ ç âèáóõîâîþ àêòèâí³ñòþ, ÿêà â³äáóâàºòüñÿ â ¿õ àòìîñôåðàõ, õðîìîñôå-

ðàõ àáî êîðîíàõ. Âèâ÷åííÿ öèõ ç³ð ³ âñ³º¿ ñóêóïíîñò³ ïðîöåñ³â, ïîâ’ÿçàíèõ

ç íèìè, äàº çìîãó ãëèáøå îñìèñëèòè ô³çèêó ÿâèù ìàñøòàáíîãî åíåðãîâè-

ä³ëåííÿ. Ñåðåä åðóïòèâíèõ çì³ííèõ íàéêðàùå âèâ÷åíèìè º çîð³ òèïó Ò

Òåëüöÿ é UV Êèòà.

Çîð³ òèïó Ò Òåëüöÿ íàëåæàòü äî íåïðàâèëüíèõ çì³ííèõ. Çì³íè ¿õíüîãî

áëèñêó íåðåãóëÿðí³, áóâàþòü ç íàéð³çíîìàí³òí³øîþ øâèäê³ñòþ, ïðè÷îìó

áëèñê ìîæå çðîñòàòè íà 3

. Íà ä³àãðàì³ ñïåêòð — ñâ³òí³ñòü âîíè ðîçòàøî-

âàí³ íà 1–2

âèùå â³ä ç³ð ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³ òîãî æ ñïåêòðàëüíîãî êëàñó

F — M óçäîâæ øèðîêî¿ ñìóãè. Ó ñïåêòðàõ öèõ ç³ð º åì³ñ³éí³ ë³í³¿, ïîä³áí³

äî òèõ, ÿê³ íàëåæàòü ñïåêòðó ñîíÿ÷íî¿ õðîìîñôåðè, à â óëüòðàô³îëåòîâîìó

ä³àïàçîí³ ïðèñóòíº âèïðîì³íþâàííÿ íåòåïëîâî¿ ïðèðîäè. Çì³ùåííÿ ñïåê-

òðàëüíèõ ë³í³é ïîãëèíàííÿ ó ÷åðâîíèé á³ê, à åì³ñ³éíèõ — ó ô³îëåòîâîèé

ñâ³ä÷èòü ïðî áóðõëèâ³ äèíàì³÷í³ ïðîöåñè, ùî â³äáóâàþòüñÿ â àòìîñôåðàõ

öèõ ç³ð, çîêðåìà ïðî ðóõè âåëèêèõ ãàçîâèõ ìàñ. Êàðòèíà òàêà, íà÷å ãàðÿ÷³

ïîòîêè ðå÷îâèíè âèêèäàþòüñÿ íàçîâí³, òîä³ ÿê õîëîäí³ ïàäàþòü äîíèçó.

Òîíê³ ôîòîìåòðè÷í³ ³ ñïåêòðàëüí³ äîñë³äæåííÿ âêàçóþòü íà òå, ùî íà ïî-

âåðõíÿõ öèõ ç³ð, ÿê ³ íà Ñîíö³, º ïëÿìè, àëå íàáàãàòî á³ëüøèõ ðîçì³ð³â. Óâà-

æàþòü, ùî ö³ çîð³ º ìîëîäèìè ³ ùå ïåðåáóâàþòü ó ñòàä³¿ ãðàâ³òàö³éíîãî ñòè-

ñêó (³íøèìè ñëîâàìè, âîíè ùå íå äîñÿãëè ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³). Îäíà ç

¿õí³õ îñîáëèâîñòåé ïîëÿãàº â òîìó, ùî ïðàêòè÷íî âñ³ âîíè çóñòð³÷àþòüñÿ â

çîðÿíèõ ãðóïàõ — Ò-àñîö³àö³ÿõ, çàíóðåí³ â ãóñò³ ãàçîâî-ïèëîâ³ òóìàííîñò³

— çîíè ³íòåíñèâíîãî çîðåóòâîðåííÿ.

Çà õàðàêòåðîì åðóïòèâíî¿ àêòèâíîñò³ çîð³ Ò Òåëüöÿ ïîºäíóþòüñÿ ç³ çì³í-

íèìè òèïó RW Â³çíè÷îãî ³ Ò Îð³îíà. Àëå ÿêùî çîð³ RW Â³çíè÷îãî, ÿê ³ ïðåä-

348

ñòàâíèêè ãðóïè Ò Òåëüöÿ, íàëåæàòü äî ñïåêòðàëüíîãî ³íòåðâàëó F — M, òî

çì³íí³ Ò Îð³îíà — öå ãàðÿ÷³ çîð³ ñïåêòðàëüíîãî êëàñó B.

Çîð³ òèïó UV Êèòà — öå êàðëèêè ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â Ê ³ Ì. Â íèõ òðà-

ïëÿþòüñÿ êîðîòêî÷àñí³ ñïàëàõè ç àìïë³òóäîþ â³ä äåê³ëüêîõ äåñÿòèõ çîðÿ-

íî¿ âåëè÷èíè äî 6

(ðèñ. 17.1). Ìàêñèìóì áëèñêó çîð³ äîñÿãàºòüñÿ çà äåê³-

ëüêà ñåêóíä, à éîãî ñïàäàííÿ òðèâàº äåê³ëüêà ãîäèí.

Ó îêîëèöÿõ Ñîíöÿ âèÿâëåíî áëèçüêî 100 òàêèõ ç³ð, óñ³ âîíè ñëàáê³ø³ 10

ìàéæå âñ³ — êîìïîíåíòè ïîäâ³éíèõ ñèñòåì, òîìó é â³äîì³ ¿õí³ ìàñè — â³ä

0,06M



äî 0,60M



, à â íàéáëèæ÷èõ çîðÿíèõ ñêóï÷åííÿõ ¿õ â³äîìî ìàéæå

1000. ßêùî ïðèéíÿòè, ùî êîíöåíòðàö³ÿ ç³ð öüîãî òèïó îäíàêîâà â ìàñø-

òàáàõ óñ³º¿ Ãàëàêòèêè, òî òàêèõ çì³ííèõ ó í³é ìàëî á áóòè â³ä 60 äî 90% â³ä

çàãàëüíî¿ ê³ëüêîñò³ ç³ð. Òîä³ ìîæíà ñòâåðäæóâàòè, ùî òàêà ïðîÿâà àêòèâíî-

ñò³, ÿê ñïàëàõè — íàéïîøèðåí³øà ôîðìà çîðÿíî¿ çì³ííîñò³.

Àíàë³ç çàðåºñòðîâàíèõ ñîíÿ÷íèõ ñïàëàõ³â ïîêàçàâ, ùî íàéá³ëüøà åíåð-

ã³ÿ, ÿêà ïðè öüîìó âèâ³ëüíÿºòüñÿ çà äåê³ëüêà õâèëèí, áëèçüêà äî 10

Äæ (ñå-

ðåäíÿ ïîòóæí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ ïðè öüîìó ñòàíîâèòü 10

Âò). Ó äåÿêèõ

ñïàëàõóþ÷èõ ç³ð òèïó UV Êèòà ö³ ÷èñëà íà ê³ëüêà ïîðÿäê³â âèù³. Òóò, íà-

ïðèêëàä, â ïîòóæíîìó ñïàëàõó çîð³ âèâ³ëüíÿºòüñÿ åíåðã³ÿ 10

Äæ. Òàêèì ÷è-

íîì, ÿê ñîíÿ÷íà, òàê ³ çîðÿíà àêòèâí³ñòü ïîâèíí³ ìàòè ñâî¿ âíóòð³øí³ ïðè-

÷èíè. ßê çíàºìî (äèâ. ï³äðîçä³ë 11.5), ñîíÿ÷í³ ñïàëàõè ïîâ’ÿçàí³ ç ëîêàëü-

íîþ ïåðåáóäîâîþ ñòðóêòóðè ìàãí³òíîãî ïîëÿ, óíàñë³äîê ÷îãî ðîçâèâàºòüñÿ

ïëàçìîâà íåñò³éê³ñòü, ôîðìóþòüñÿ ïîòîêè øâèäêèõ çàðÿäæåíèõ ÷àñòèíîê

Ð è ñ. 17.1. Êðèâà çì³íè áëèñêó ó ñïàëàõó çîð³ UV Êèòà

ЧастинаVI.Фізиазірітманностей

349

³ âèä³ëÿºòüñÿ òåïëîâà åíåðã³ÿ. Ó ê³íöåâîìó ï³äñóìêó åíåðã³ÿ ñïàëàõó ÷åð-

ïàºòüñÿ ç åíåðã³¿ ìàãí³òíèõ ïîë³â.

Óæå çãàäóâàëîñÿ (äèâ. ï³äðîçä³ë 11.4), ùî âèñîêó òåìïåðàòóðó ñîíÿ÷íî¿

õðîìîñôåðè ³ êîðîíè ïîÿñíþþòü íàÿâí³ñòþ êîíâåêòèâíî¿ çîíè ó ï³äôîòî-

ñôåðíèõ øàðàõ Ñîíöÿ ³ õâèëüîâèìè ðóõàìè, ùî çàâäÿêè ¿é òàì âèíèêàþòü.

²íòåíñèâíå âèñâ³÷óâàííÿ åíåðã³¿ â îêðåìèõ ñïåêòðàëüíèõ ë³í³ÿõ, ùî ñâ³ä-

÷èòü ïðî ³ñíóâàííÿ õðîìîñôåð, âèÿâèëè ³ â ÷åðâîíèõ êàðëèê³â. Ðàä³îâèïðî-

ì³íþâàííÿ æ, çàðåºñòðîâàíå ï³ä ÷àñ ñïàëàõ³â, âêàçóº ³ íà íàÿâí³ñòü ó íèõ

ïðîòÿæíèõ êîðîí. Çà çì³íí³ñòþ õðîìîñôåðíî¿ åì³ñ³¿ âèçíà÷åíî äîâãîñòðî-

êîâó öèêë³÷í³ñòü àêòèâíîñò³ öèõ ç³ð: äëÿ áàãàòüîõ ç íèõ âîíà º â ìåæàõ â³ä

7 äî 11 ðîê³â, õî÷à áóâàþòü ³ äîâø³ öèêëè, íàïðèêëàä, äëÿ çîð³ BD+26°730

öèêë òðèâàº áëèçüêî 60 ðîê³â.

17.2. Íîâ³ ³ íîâîïîä³áí³ çîð³

Íîâèìè çîðÿìè àáî ïðîñòî Íîâèìè ïðèéíÿòî íàçèâàòè ïîäâ³éí³ ñèñòåìè,

îäèí ³ç êîìïîíåíò³â ÿêèõ º ãàðÿ÷îþ êàðëèêîâîþ çîðåþ ñïåêòðàëüíîãî êëàñó

Î — Â, à äðóãèé êîìïîíåíò — õîëîäíà çîðÿ ã³ãàíò àáî êàðëèê ñïåêòðàëüíî-

ãî êëàñó K — M. Ï³ä ÷àñ ñïàëàõó Íîâà çîðÿ ðàïòîâî (ïðèáëèçíî çà 1 äåíü, à

â ³íøèõ âèïàäêàõ çà äåñÿòêè àáî é ñîòí³ äí³â) çá³ëüøóº ñâ³é áëèñê íà 5,5 —

17,5

(¿¿ ñâ³òí³ñòü çðîñòàº ó 10

–10

ðàç³â), ï³ñëÿ ÷îãî ïîâ³ëüíî (ïðîòÿãîì

äåê³ëüêîõ ì³ñÿö³â, ðîê³â àáî äåñÿòê³â ðîê³â) çìåíøóº ñâîþ ÿñêðàâ³ñòü äî

ïî÷àòêîâîãî çíà÷åííÿ (ðèñ. 17.2). Çà âåñü ÷àñ ñïàëàõó âîíà âèñâ³÷óº åíåð-

ã³þ áëèçüêî 10

–10

Äæ. ×åðåç ÿêèéñü ÷àñ ï³ñëÿ ñïàëàõó ó Íîâî¿ ìîæíà çà-

ðåºñòðóâàòè íàÿâí³ñòü îáîëîíêè, ÿêà ðîçøèðþºòüñÿ ç³ øâèäê³ñòþ áëèçüêî

1500 êì/ñ, ¿¿ ìàñà ñòàíîâèòü 10

–6

–10

–4



. Òàêà ìàëà ìàñà îáîëîíêè ñâ³ä÷èòü

ïðî òå, ùî ï³ä ÷àñ ñïàëàõó çðèâàþòüñÿ ëèøå ïîâåðõíåâ³ øàðè Íîâî¿ çîð³.

Ïîñòóïîâî öÿ îáîëîíêà ðîçñ³þºòüñÿ ó ì³æçîðÿíîìó ñåðåäîâèù³.

Ó 1954 ð. âèÿâèëè, ùî Íîâà çîðÿ ç ñóç³ð’ÿ Ãåðêóëåñà, ÿêà ñïàëàõíóëà

ó 1934 ðîö³, äî òîãî ÷àñó áóëà çàòåìíþâàíîþ çì³ííîþ çîðåþ DQ Ãåðêó-

ëåñà — òîáòî ò³ñíîþ ïîäâ³éíîþ ñèñòåìîþ ç ïåð³îäîì îáåðòàííÿ êîìïî-

íåíò³â íàâêîëî ñï³ëüíîãî öåíòðà ìàñ, ùî äîð³âíþº 4 ãîä. 39 õâ. Îäèí ³ç

êîìïîíåíò³â ö³º¿ çîð³ º á³ëèì êàðëèêîì, ³íøèé — ÷åðâîíèì. Ñóìàðíà

ìàñà ñèñòåìè ñòàíîâèòü áëèçüêî 2M



. Çãîäîì âèçíà÷èëè, ùî ò³ñíèìè ïî-

äâ³éíèìè º âñ³ Íîâ³. Ñàìå ïîäâ³éí³ñòü ³ º ïðè÷èíîþ ¿õí³õ ñïàëàõ³â, ïðè-

÷îìó ñïàëàõóº ÿêðàç çîðÿ á³ëèé êàðëèê. Òî÷í³øå, ïðè÷èíà ïîëÿãàº â

òîìó, ùî òàê³ ñèñòåìè º íàï³âðîçä³ëåíèìè (äèâ. ï³äðîçä³ë 15.6) ³ ðå÷î-

âèíà â³ä çîð³ ÷åðâîíîãî êàðëèêà, ÿêèé çàïîâíèâ ñâîþ ïîðîæíèíó Ðîøà,

ïåðåò³êàº â á³ê á³ëîãî êàðëèêà, ôîðìóº íàâêîëî íüîãî ãóñòèé àêðåö³é-

íèé äèñê, ³ ç âíóòð³øíüî¿ ÷àñòèíè äèñêà ïîñòóïîâî îñ³äàº íà éîãî ïîâå-

ðõíþ. ßê ò³ëüêè ìàñà ö³º¿ ðå÷îâèíè äîñÿãíå ïåâíîãî êðèòè÷íîãî çíà÷åí-

Розділ17.Ерптивнізмінні зорі

350

íÿ, òåìïåðàòóðà ³ ãóñòèíà ãàçó ó ïîâåðõíåâèõ øàðàõ á³ëîãî êàðëèêà çðî-

ñòàþòü íàñò³ëüêè, ùî ðàïòîâî âêëþ÷àþòüñÿ ðåàêö³¿ âóãëåöåâî-àçîòíîãî

öèêëó (äèâ. ï³äðîçä³ë 14.6.1), ùî ³ çàê³í÷óºòüñÿ òåðìîÿäåðíèì âèáóõîì

³ çðèâîì îáîëîíêè.

Îäðàçó ï³ñëÿ ñïàëàõó àêðåö³ÿ íà á³ëèé êàðëèê â³äíîâëþºòüñÿ ³ çíîâ ïðî-

ò³êàº äî íàêîïè÷åííÿ êðèòè÷íî¿ ìàñè, çà ÿêèì â³äáóâàºòüñÿ íàñòóïíèé âè-

áóõ. Ïðîì³æîê ÷àñó ì³æ âèáóõàìè ð³çíèé — â³ä äåñÿòê³â äî òèñÿ÷ ðîê³â

(îñòàííÿ îö³íêà — òåîðåòè÷íà). Ò³ Íîâ³, ÿê³ çíîâó ñïàëàõóþòü ÷åðåç êîðîò-

Ð è ñ. 17.2. Ïðèêëàä êðèâèõ áëèñêó òðüîõ íîâèõ ç³ð V1500 Ëåáåäÿ, NQ Ëèñè÷-

êè òà V838 Ãåðêóëåñà, ÿê³ ñïàëàõíóëè ó 1975, 1976 ³ 1991 ðîêàõ â³äïîâ³äíî

ЧастинаVI.Фізиазірітманностей