การนำเสนอดาวคู่เรื่องฟิสิกส์ ดาวคู่. อัลเดบารันเป็นดาวยักษ์แดงในกลุ่มดาวราศีพฤษภ

สไลด์ 1

สไลด์ 2

ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าดาวดวงใดที่มีชื่อนี้ ในทางกายภาพ ดาวฤกษ์คู่หมุนเป็นรูปวงรีรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วม อย่างไรก็ตาม หากคุณวัดพิกัดของดาวดวงหนึ่งเทียบกับอีกดวงหนึ่ง ปรากฎว่าดวงดาวต่างๆ เคลื่อนที่สัมพันธ์กันเป็นรูปวงรีเช่นกัน ในรูปนี้ เราเอาดาวสีน้ำเงินที่มีมวลมากกว่ามาเป็นต้นกำเนิดของเรา ในระบบดังกล่าว จุดศูนย์กลางมวล (จุดสีเขียว) หมายถึงวงรีรอบดาวสีน้ำเงิน

สไลด์ 3

ไบนารีที่มองเห็น ไบนารีทางโหราศาสตร์ ไบนารี่บดบัง ไบนารีสเปกตรัม

สไลด์ 4

สไลด์ 5

มันเกิดขึ้นที่ระนาบการโคจรของดวงดาวรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมของมันผ่านหรือเกือบจะผ่านตาของผู้สังเกตการณ์ วงโคจรของดวงดาวในระบบดังกล่าวนั้นอยู่ขอบเรา ตรงนี้ดวงดาวจะคราสกันเป็นระยะๆ ความสว่างของดวงดาวทั้งหมดจะเปลี่ยนไปตามคาบเดียวกัน ไบนารีประเภทนี้เรียกว่าไบนารีคราส หากเราพูดถึงความแปรปรวนของดาวฤกษ์ ดาวดังกล่าวจะเรียกว่าตัวแปรคราส ซึ่งบ่งบอกถึงความเป็นคู่ของมันด้วย ไบนารีประเภทนี้ที่ค้นพบครั้งแรกและมีชื่อเสียงที่สุดคือดาวอัลกอล (ดวงตาแห่งปีศาจ) ในกลุ่มดาวเซอุส

สไลด์ 6

ไบนารีประเภทสุดท้ายคือไบนารีสเปกโทรสโกปี ความเป็นคู่ของพวกมันถูกกำหนดโดยการศึกษาสเปกตรัมของดาวฤกษ์ โดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงของเส้นดูดกลืนเป็นระยะ หรือเห็นได้ชัดว่าเส้นนั้นเป็นสองเท่า ซึ่งเป็นข้อสรุปเกี่ยวกับความเป็นคู่ของดาวฤกษ์

สไลด์ 7

สไลด์ 8

สไลด์ 9

ประการแรก ช่วยให้สามารถค้นหามวลของดาวฤกษ์ได้ เนื่องจากเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดและน่าเชื่อถือที่สุดในการคำนวณจากปฏิสัมพันธ์ที่มองเห็นได้ของวัตถุทั้งสอง การสังเกตโดยตรงทำให้สามารถค้นหา "น้ำหนัก" ทั้งหมดของระบบได้ และหากเราเพิ่มความสัมพันธ์ที่ทราบระหว่างมวลของดวงดาวและความส่องสว่างของพวกมันเข้าไป ซึ่งได้กล่าวไว้ข้างต้นในเรื่องราวเกี่ยวกับชะตากรรมของดวงดาว เราก็ สามารถหามวลของส่วนประกอบและทดสอบทฤษฎีได้ ดาวดวงเดียวไม่ได้ให้โอกาสแก่เราเช่นนี้ นอกจากนี้ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ชะตากรรมของดาวฤกษ์ในระบบดังกล่าวอาจแตกต่างอย่างมากจากชะตากรรมของดาวฤกษ์ดวงเดียวดวงเดียวกัน

ดาวคู่ดาวคู่หรือระบบคู่ - ระบบ
ของดาวฤกษ์สองดวงที่ถูกผูกมัดด้วยแรงโน้มถ่วง
หมุนไปในวงโคจรปิดรอบๆ
จุดศูนย์กลางมวลทั่วไป ดับเบิ้ลสตาร์มากเลย
วัตถุทั่วไป ประมาณครึ่งหนึ่ง
ของดวงดาวทุกดวงในกาแล็กซีของเราเป็นของ
ระบบคู่

มีการวัดระยะเวลา
การไหลเวียนและระยะทาง
ระหว่างดวงดาวบางครั้ง
สามารถกำหนดมวลได้
ส่วนประกอบของระบบ นี้
วิธีการนี้ใช้ได้จริง
ต้องการเพิ่มเติม
แบบอย่าง
สมมติฐานและด้วยเหตุนี้
เป็นหนึ่งในหลัก
วิธีการกำหนดมวล
ในสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ตามนี้
ทำให้เกิดระบบคู่
ส่วนประกอบซึ่ง
เป็นสีดำ
รูหรือนิวตรอน
ดวงดาวเป็นตัวแทน
ความสนใจอย่างมาก
สำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์

ภาพดาวคู่

ความสามารถในการสังเกตดาวฤกษ์ในรูปแบบไบนารีที่มองเห็นได้
กำหนดโดยความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์
ระยะห่างระหว่างดวงดาวและระยะห่างระหว่างดวงดาว ดังนั้น
ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้วดาวคู่ที่มองเห็นได้จึงเป็นเช่นนี้
ดาวฤกษ์ในบริเวณใกล้ดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่มาก
ระยะเวลาการไหลเวียน (ผลจากระยะทางที่ไกลมาก
ระหว่างส่วนประกอบ)
เมื่อสังเกตดาวคู่ที่มองเห็นได้ พวกเขาจะวัด
ระยะห่างระหว่างส่วนประกอบและมุมตำแหน่ง
เส้นกึ่งกลางหรืออีกนัยหนึ่งคือมุมระหว่าง
ทิศทางไปขั้วโลกเหนือและทิศทาง
เส้นเชื่อมต่อดาวฤกษ์หลักกับดาวเทียม

ดาวคู่แบบอินเทอร์เฟอโรเมตริกแบบจุด

speckle interferometry พร้อมด้วย
ด้วยเลนส์แบบปรับได้ช่วยให้คุณบรรลุผลสำเร็จ
ขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของความละเอียดของดาวฤกษ์
ซึ่งจะทำให้สามารถตรวจจับได้
ดาวคู่ โดยพื้นฐานแล้ว specklinterferometric binaries นั้นเหมือนกัน
มองเห็นได้เป็นสองเท่ามากที่สุด แต่ถ้าเข้า.
วิธีวิชวล-ดับเบิ้ลคลาสสิก
คุณต้องแยกสองอันออกจากกัน
รูปภาพ ในกรณีนี้ก็จำเป็น
วิเคราะห์จุดอินเตอร์เฟอโรแกรม
Speckle Interferometry มีประสิทธิภาพสำหรับ
ไบนารีที่มีระยะเวลาหลายทศวรรษ

ดาวคู่แอสโตรเมตริก

ในกรณีของการมองเห็นดาวคู่ที่เราเห็น
เคลื่อนย้ายวัตถุสองชิ้นข้ามท้องฟ้าพร้อมกัน อย่างไรก็ตาม,
ถ้าคุณจินตนาการถึงหนึ่งในสองสิ่งนั้น
เราไม่สามารถมองเห็นส่วนประกอบได้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง
เหตุผล ทวิภาวะก็ยังเป็นไปได้
ตรวจจับโดยการเปลี่ยนตำแหน่งบนท้องฟ้า
ที่สอง. ในกรณีนี้พวกเขาพูดถึง
ดาวคู่ทางดาราศาสตร์

บดบังดาวคู่

มันเกิดขึ้นที่ระนาบการโคจร
เอนไปทางแนวสายตาเบื้องล่างอย่างยิ่ง
มุมเล็ก: วงโคจรของดวงดาว
ของระบบดังกล่าวก็ตั้งอยู่ประหนึ่งว่า
ขอบมาทางเรา ในระบบดังกล่าว
ดวงดาวก็จะปรากฏเป็นระยะๆ
โดดเด่นกว่ากัน กล่าวคือ ส่องแสง
คู่จะเปลี่ยนไป สองเท่า
ดวงดาวที่ถูกสังเกต
สุริยุปราคาดังกล่าวเรียกว่า
คราสไบนารีหรือตัวแปรคราส ที่มีชื่อเสียงที่สุดและ
ดาวดวงแรกที่ค้นพบในลักษณะนี้
ชนิดคือ อัลกอล (อาย
ปีศาจ) ในกลุ่มดาวเซอุส

หากมีความแม่นยำสูง
การสังเกตทางดาราศาสตร์แล้ว
สามารถสันนิษฐานความเป็นคู่ได้
แก้ไขความไม่เชิงเส้นของการเคลื่อนไหว:
อนุพันธ์อันดับหนึ่งของความเหมาะสม
การเคลื่อนไหวและแอสโตรเมตริกที่สอง
มีการใช้ดาวคู่เพื่อ
การวัดมวลของดาวแคระน้ำตาล
คลาสสเปกตรัมที่แตกต่างกัน

ความขัดแย้งของอัลกอล

ความขัดแย้งนี้เกิดขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 โดยโซเวียต
นักดาราศาสตร์ A. G. Masevich และ P. P. Parenago ซึ่ง
ให้ความสนใจกับความแตกต่างระหว่างมวลของส่วนประกอบ Algol และส่วนประกอบเหล่านั้น
ระยะวิวัฒนาการ ตามทฤษฎีวิวัฒนาการของดาวฤกษ์
อัตราการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มวลมากมีมากกว่าอัตราการวิวัฒนาการมาก
ดาวฤกษ์ที่มีมวลเทียบได้กับดวงอาทิตย์หรือมากกว่านั้นเล็กน้อย
เห็นได้ชัดว่าองค์ประกอบของดาวคู่นั้นก่อตัวขึ้น
ในเวลาเดียวกัน จึงมีองค์ประกอบมหาศาล
ควรพัฒนาเร็วกว่ามวลต่ำ
อย่างไรก็ตาม ในระบบ Algol มีส่วนประกอบที่มีมวลมากกว่า
อายุน้อยกว่า
คำอธิบายสำหรับความขัดแย้งนี้เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์น้ำล้น
มวลในระบบไบนารี่แบบปิดและถูกเสนอครั้งแรก
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกัน ดี. ครอว์ฟอร์ด ถ้า
สมมติว่าในระหว่างวิวัฒนาการมีองค์ประกอบหนึ่ง
จึงเป็นไปได้ที่จะถ่ายโอนมวลไปยังเพื่อนบ้านได้
ความขัดแย้งจะถูกลบออก

มวลดาว

มวลของดาวฤกษ์ทุกดวงโดยไม่มีข้อยกเว้นค่อนข้างสูง
นี่คือสิ่งที่อธิบายความสามารถในการยึดดาวเคราะห์และ
เทห์ฟากฟ้าอื่นๆ เพราะยิ่งมวลของร่างกายมากเท่าไร
แรงโน้มถ่วงของมันแข็งแกร่งขึ้น
มวลไม่เพียงส่งผลต่อแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์เท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อแรงโน้มถ่วงด้วย
ลักษณะอื่นของมัน เช่น มวลเป็นเส้นตรง
แปรผันตามความดันและอุณหภูมิที่ใจกลางดาวฤกษ์
และพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ถือเป็นปัจจัยชี้ขาด
ลักษณะดาว
มวลตรงของดาวฤกษ์สามารถกำหนดได้โดยวิธีเดียวเท่านั้น
ตามกฎแรงโน้มถ่วงสากล อย่างไรก็ตามสิ่งนี้
เป็นไปได้เฉพาะดาวที่อยู่ในระบบดาวคู่เท่านั้น ดังนั้น
เรียกว่าดาวคู่ที่โคจรรอบจุดศูนย์กลางร่วม ใน
ในกรณีอื่นๆ มวลของดาวฤกษ์จะถูกคำนวณโดยการวิเคราะห์
ลักษณะต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับมวลทางอ้อม
โดยปกติแล้ว ความสว่างของดวงดาวจะใช้สำหรับสิ่งนี้
สัดส่วนกับมวล
มวลของดาวฤกษ์ที่เบาที่สุดนั้นน้อยกว่าประมาณ 10 เท่า
แสงอาทิตย์ และส่วนที่หนักที่สุดจะมีมากกว่านั้นประมาณ 10 เท่า
ดวงอาทิตย์.

"ดาวนิวตรอน" - 7. 8. วัดมวลของดาวนิวตรอน ดาวฤกษ์ที่มีความหนาแน่นใจกลางสูงกว่าและมีมวลมากกว่ากลับกลายเป็นว่าไม่เสถียร โครงสร้างภายในของดาวนิวตรอน 2. การแนะนำโดยตรงของแรงหลายอนุภาคในช่องไอโซเวคเตอร์: แบบจำลองสนามเฉลี่ยสัมพัทธภาพ (RMF) การแนะนำแรงหลายอนุภาค

“ดาวไบนารี่” - มีการมองเห็นเป็นสองเท่า, เป็นสองเท่าทางดาราศาสตร์, เป็นสองเท่าในคราส, เป็นสองเท่าทางสเปกตรัม ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าดาวดวงใดที่มีชื่อนี้ ทำไมดับเบิ้ลสตาร์ถึงน่าสนใจ? ดาวดวงเดียวไม่ได้ให้โอกาสแก่เราเช่นนี้ ไบนารีประเภทสุดท้ายคือไบนารีสเปกโทรสโกปี สเปกตรัมสองเท่า สุริยุปราคาสองเท่า

“มวลของดวงดาว” - มวลเกือบเท่ากับดวงอาทิตย์ และใหญ่กว่าโลก 2.5 เท่า แหล่งพลังงานจากดวงอาทิตย์และดวงดาว ลำดับหลัก ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักเทียบได้กับความหนาแน่นของดวงอาทิตย์ มวลของดาวฤกษ์มีตั้งแต่ประมาณ 1/20 ถึง 100 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ Betelgeuse เป็นยักษ์แดง

"กลุ่มดาว" - นอกจากนี้ยังมีดวงดาวที่มีขนาดที่เจ็ด, แปดและสิบแปดด้วยซ้ำ ดาวฤกษ์ดวงแรกสว่างกว่าดาวฤกษ์ดวงที่สองถึง 2.512 เท่าพอดี ในคืนที่ไร้เมฆและไร้ดวงจันทร์ ซึ่งห่างไกลจากพื้นที่ที่มีผู้คนหนาแน่น สามารถแยกแยะดาวฤกษ์ได้ประมาณ 3,000 ดวง สามเหลี่ยมฤดูหนาวประกอบด้วยดาวนายพราน ดาวสุนัขใหญ่ และดาวสุนัขเล็กที่สว่างที่สุด

"ดาราศาสตร์กลุ่มดาว" - อาศัยการสังเกตการณ์เป็นหลัก แต่ไม่ใช่แค่อาคิดเท่านั้นที่ตกหลุมรักกาลาเทีย กาแล็กซีกังหัน M74 ชื่อของกลุ่มดาวมีความเกี่ยวข้องกับตำนาน ชื่อเทพเจ้า ชื่อเครื่องมือและกลไก มาเริ่มทำความคุ้นเคยกับกลุ่มดาวบนท้องฟ้าฤดูร้อนกันดีกว่า Ursa Minor. ราศี. ทางทิศเหนือมีกระบวยคว่ำของ Big Dipper แขวนอยู่

สไลด์ 1

ดับเบิ้ล ส ส ส

สไลด์ 2

ประเภทของดาวคู่

ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าดาวดวงใดที่มีชื่อนี้ ให้ละทิ้งดาวคู่ประเภทที่เรียกว่า "ดาวคู่แสง" ทันที เหล่านี้เป็นดาวฤกษ์คู่ที่บังเอิญอยู่ใกล้ท้องฟ้าในทิศทางเดียวกัน แต่ในอวกาศ จริงๆ แล้วพวกมันถูกแยกจากกันด้วยระยะทางที่ไกลมาก เราจะไม่พิจารณาประเภทสองเท่านี้ เราจะสนใจประเภทของดาวฤกษ์คู่ทางกายภาพ ซึ่งก็คือดาวฤกษ์ที่ผูกพันกันอย่างแท้จริงด้วยปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วง

สไลด์ 3

ศูนย์กลางของตำแหน่งมวล

ในทางกายภาพ ดาวฤกษ์คู่หมุนเป็นรูปวงรีรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วม อย่างไรก็ตาม หากคุณวัดพิกัดของดาวฤกษ์ดวงหนึ่งเทียบกับอีกดวงหนึ่ง ปรากฎว่าดวงดาวต่างๆ เคลื่อนที่สัมพันธ์กันเป็นรูปวงรีเช่นกัน ในรูปนี้ เราเอาดาวสีน้ำเงินที่มีมวลมากกว่ามาเป็นต้นกำเนิด ในระบบดังกล่าว จุดศูนย์กลางมวล (จุดสีเขียว) หมายถึงวงรีรอบดาวสีน้ำเงิน ฉันอยากจะเตือนผู้อ่านเกี่ยวกับความเข้าใจผิดที่พบบ่อยว่ามักเชื่อว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าจะดึงดูดดาวฤกษ์มวลต่ำได้แรงกว่าในทางกลับกัน วัตถุสองชิ้นใด ๆ จะดึงดูดกันอย่างเท่าเทียมกัน แต่วัตถุที่มีมวลมากจะเคลื่อนที่ได้ยากกว่า และถึงแม้ว่าก้อนหินที่ตกลงมาบนโลกจะดึงดูดโลกด้วยแรงเดียวกับโลก แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะรบกวนโลกของเราด้วยแรงนี้และเราเห็นว่าหินเคลื่อนที่อย่างไร

สไลด์ 4

อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งมีสิ่งที่เรียกว่าหลายระบบ โดยมีส่วนประกอบสามส่วนขึ้นไป อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนไหวของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์ตั้งแต่สามวัตถุขึ้นไปนั้นไม่เสถียร ในระบบดาวสามดวง เราสามารถแยกแยะระบบย่อยคู่และดาวดวงที่สามที่โคจรรอบคู่นี้ได้เสมอ ในระบบสี่ดาวอาจมีระบบย่อยไบนารีสองระบบที่โคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง โดยธรรมชาติแล้ว ระบบหลายระบบที่มีความเสถียรมักจะลดลงเหลือเพียงระบบที่มีสองเทอมเสมอ ระบบดาวสามดวงประกอบด้วย Alpha Centauri ที่รู้จักกันดี ซึ่งหลายๆ คนมองว่าเป็นดาวที่อยู่ใกล้เราที่สุด แต่ในความเป็นจริง องค์ประกอบที่อ่อนแออันดับสามของระบบนี้ - Proxima Centauri ซึ่งเป็นดาวแคระแดง - อยู่ใกล้กว่า ดาวทั้งสามดวงของระบบสามารถมองเห็นแยกจากกันเนื่องจากอยู่ใกล้กัน อันที่จริง บางครั้งความจริงที่ว่าดาวฤกษ์เป็นสองเท่าก็สามารถมองเห็นได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์ ภาพคู่ดังกล่าวเรียกว่าภาพคู่ (อย่าสับสนกับภาพคู่!) ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่คู่ที่ใกล้ชิด ระยะห่างระหว่างดวงดาวในนั้นมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของพวกมันเองมาก

สไลด์ 6

ความแวววาวของดาวคู่

ดวงดาวที่เรียงกันเป็นคู่มักมีความสว่างต่างกันมาก ดาวสลัวๆ จะถูกบดบังด้วยดวงที่สว่าง บางครั้งในกรณีเช่นนี้ นักดาราศาสตร์จะเรียนรู้เกี่ยวกับความเป็นคู่ของดาวฤกษ์จากการเบี่ยงเบนการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่สว่างภายใต้อิทธิพลของดาวเทียมที่มองไม่เห็นจากวิถีโคจรในอวกาศที่คำนวณสำหรับดาวฤกษ์ดวงเดียว คู่ดังกล่าวเรียกว่าไบนารีแอสโตรเมตริก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Sirius ถือเป็นไบนารีประเภทนี้มาเป็นเวลานานจนกระทั่งพลังของกล้องโทรทรรศน์ทำให้สามารถแยกแยะดาวเทียมที่มองไม่เห็นมาจนบัดนี้ - Sirius B. คู่นี้กลายเป็นสองเท่าทางสายตา มันเกิดขึ้นที่ระนาบการโคจรของดวงดาวรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมของพวกมันผ่านไปหรือเกือบจะทะลุผ่านตาของผู้สังเกต วงโคจรของดวงดาวในระบบดังกล่าวนั้นอยู่ขอบเรา ที่นี่ดวงดาวจะคราสกันเป็นระยะๆ ความสว่างของดวงดาวทั้งหมดจะเปลี่ยนไปตามคาบเดียวกัน ไบนารีประเภทนี้เรียกว่าไบนารีคราส หากเราพูดถึงความแปรปรวนของดาวฤกษ์ ดาวดังกล่าวจะเรียกว่าตัวแปรคราส ซึ่งบ่งบอกถึงความเป็นคู่ของมันด้วย ไบนารีประเภทนี้ที่ค้นพบครั้งแรกและมีชื่อเสียงที่สุดคือดาวอัลกอล (ดวงตาแห่งปีศาจ) ในกลุ่มดาวเซอุส

สไลด์ 8

ดาวคู่สเปกตรัม

สไลด์ 9

ทำไมดับเบิ้ลสตาร์ถึงน่าสนใจ?

สไลด์ 10

คู่ปิด: การแลกเปลี่ยนมวลชนครั้งแรก

ดาวไบนารีถือกำเนิดขึ้นจากเนบิวลาก๊าซและฝุ่นชนิดเดียวกัน ซึ่งมีอายุเท่ากัน แต่มักมีมวลต่างกัน เรารู้อยู่แล้วว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลมากจะมีชีวิต "เร็วกว่า" ดังนั้นดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าจะแซงหน้าดาวดวงเดียวกันในกระบวนการวิวัฒนาการ มันจะขยายตัวจนกลายเป็นยักษ์ ในกรณีนี้ ขนาดของดาวอาจกลายเป็นเรื่องที่สสารจากดาวดวงหนึ่ง (พองตัว) เริ่มไหลไปยังอีกดวงหนึ่ง ผลที่ตามมาก็คือ มวลของดาวฤกษ์ที่เบากว่าในตอนแรกอาจมีมากกว่ามวลที่หนักในตอนแรก! นอกจากนี้ เราจะได้ดาวฤกษ์สองดวงที่มีอายุเท่ากัน และดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่ายังคงอยู่ในลำดับหลัก กล่าวคือ ในใจกลางดาวฤกษ์ การสังเคราะห์ฮีเลียมจากไฮโดรเจนยังคงดำเนินอยู่ และดาวฤกษ์ที่เบากว่าได้ใช้หมดแล้ว ไฮโดรเจนและแกนฮีเลียมได้ก่อตัวขึ้นในนั้น ให้เราจำไว้ว่าในโลกของดาวดวงเดียวสิ่งนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ เนื่องจากความแตกต่างระหว่างอายุของดาวฤกษ์และมวลของมัน ปรากฏการณ์นี้จึงเรียกว่า Algol Paradox เพื่อเป็นเกียรติแก่ระบบดาวคู่คราสเดียวกัน ดาวเบตาไลเรก็เป็นอีกคู่ที่กำลังแลกมวลอยู่ในขณะนี้

สไลด์ 11

สสารจากดาวฤกษ์ที่พองตัวซึ่งไหลไปยังส่วนประกอบที่มีมวลน้อยกว่านั้นจะไม่ตกลงทับมันในทันที (การหมุนรอบตัวเองของดาวฤกษ์จะป้องกันสิ่งนี้) แต่ก่อตัวเป็นจานหมุนของสสารรอบดาวฤกษ์ดวงเล็กก่อน แรงเสียดทานในจานนี้จะลดความเร็วของอนุภาคของสสาร และมันจะตกลงบนพื้นผิวดาวฤกษ์ กระบวนการนี้เรียกว่าการเพิ่มข้อมูล และดิสก์ผลลัพธ์เรียกว่าการเพิ่มข้อมูล ผลก็คือ ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าเดิมนั้นมีองค์ประกอบทางเคมีที่ผิดปกติ ไฮโดรเจนทั้งหมดในชั้นนอกของมันไหลไปยังดาวดวงอื่น เหลือเพียงแกนฮีเลียมที่มีส่วนผสมของธาตุที่หนักกว่า ดาวฤกษ์ดังกล่าวเรียกว่าดาวฮีเลียม ซึ่งวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นดาวแคระขาวหรือดาวฤกษ์เชิงสัมพัทธภาพ ขึ้นอยู่กับมวลของมัน ในเวลาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นในระบบดาวคู่โดยรวม: ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าในตอนแรกก็ละทิ้งความเหนือกว่านี้

สไลด์ 13

การแลกเปลี่ยนมวลชนครั้งที่สอง

ในระบบไบนารี่ ยังมีพัลซาร์รังสีเอกซ์ที่เปล่งแสงในช่วงความยาวคลื่นพลังงานที่สูงกว่า การแผ่รังสีนี้สัมพันธ์กับการสะสมของสสารใกล้ขั้วแม่เหล็กของดาวฤกษ์ที่มีสัมพัทธภาพ แหล่งที่มาของการสะสมคืออนุภาคลมของดาวฤกษ์ที่ปล่อยออกมาจากดาวดวงที่สอง (ลมสุริยะมีลักษณะเดียวกัน) หากดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่ ลมดาวฤกษ์จะมีความหนาแน่นอย่างมีนัยสำคัญ และพลังงานของการแผ่รังสีพัลซาร์รังสีเอกซ์สามารถไปถึงระดับความสว่างของดวงอาทิตย์นับร้อยนับพันดวง พัลซาร์รังสีเอกซ์เป็นวิธีเดียวที่จะตรวจจับหลุมดำโดยอ้อม ซึ่งอย่างที่เราจำได้ไม่สามารถมองเห็นได้ และดาวนิวตรอนก็เป็นวัตถุหายากสำหรับการสังเกตด้วยสายตา นี่ยังห่างไกลจากทั้งหมด ดาวดวงที่สองจะพองตัวไม่ช้าก็เร็ว และสสารจะเริ่มไหลไปยังเพื่อนบ้าน และนี่คือการแลกเปลี่ยนสสารครั้งที่สองในระบบไบนารี่แล้ว เมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น ดาวดวงที่สองก็เริ่ม "คืน" สิ่งที่ได้รับระหว่างการแลกเปลี่ยนครั้งแรก

สไลด์ 14

ถ้าดาวแคระขาวปรากฏขึ้นในตำแหน่งของดาวดวงแรก จากการแลกเปลี่ยนครั้งที่สอง อาจเกิดเปลวแสงบนพื้นผิวของมัน ซึ่งเราสังเกตเห็นว่าเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ มีอยู่ช่วงหนึ่ง เมื่อมีวัตถุตกลงบนพื้นผิวดาวแคระขาวที่ร้อนจัดมากเกินไป อุณหภูมิของก๊าซใกล้พื้นผิวจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดการระเบิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ ความส่องสว่างของดาวฤกษ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก การระบาดดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นซ้ำได้ และเรียกว่าการระบาดครั้งใหม่ แสงแฟลร์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ จะอ่อนกว่าแสงแรก ส่งผลให้ดาวฤกษ์สามารถเพิ่มความสว่างได้หลายสิบเท่า ซึ่งเราสังเกตเห็นจากโลกว่าเป็นดาวฤกษ์ "ดวงใหม่"

สไลด์ 15

ผลลัพธ์อีกอย่างหนึ่งในระบบดาวแคระขาวก็คือการระเบิดของซุปเปอร์โนวา ผลที่ตามมาจากการไหลของสสารจากดาวฤกษ์ดวงที่สองอาจทำให้ดาวแคระขาวมีมวลสูงสุด 1.4 เท่าของดวงอาทิตย์ หากมันเป็นดาวแคระเหล็กสีขาวอยู่แล้ว มันก็จะไม่สามารถรักษาแรงอัดโน้มถ่วงไว้ได้และจะระเบิด การระเบิดของซูเปอร์โนวาในระบบดาวคู่มีความสว่างและพัฒนาการใกล้เคียงกันมาก เนื่องจากดาวฤกษ์จะระเบิดด้วยมวลเท่ากันเสมอ - 1.4 เท่าของดวงอาทิตย์ ขอให้เราระลึกว่าในดาวดวงเดียว แกนกลางเหล็กจะมีมวลวิกฤตนี้ และชั้นนอกอาจมีมวลต่างกันได้ ในระบบไบนารี ดังที่เห็นได้ชัดจากการเล่าเรื่องของเรา ชั้นเหล่านี้แทบจะขาดหายไป นั่นคือสาเหตุที่แสงแฟลร์ดังกล่าวมีความสว่างเท่ากัน ด้วยการสังเกตพวกมันในกาแลคซีไกลโพ้น เราสามารถคำนวณระยะทางที่ไกลเกินกว่าที่จะกำหนดได้โดยใช้พารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์หรือเซเฟอิดส์ การสูญเสียส่วนสำคัญของมวลของระบบทั้งหมดอันเป็นผลมาจากการระเบิดของซูเปอร์โนวาสามารถนำไปสู่การสลายตัวของระบบดาวคู่ได้ แรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ลดลงอย่างมาก และพวกมันสามารถแยกออกจากกันเนื่องจากความเฉื่อยของการเคลื่อนที่

สไลด์ 16

ดาวคู่ทางดาราศาสตร์

1 สไลด์

2 สไลด์

ประเภทของดาวคู่ ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าดาวดวงไหนมีชื่อเรียกเช่นนั้น ให้ละทิ้งดาวคู่ประเภทที่เรียกว่า "ดาวคู่แสง" ทันที เหล่านี้เป็นดาวฤกษ์คู่ที่บังเอิญอยู่ใกล้ท้องฟ้าในทิศทางเดียวกัน แต่ในอวกาศ จริงๆ แล้วพวกมันถูกแยกจากกันด้วยระยะทางที่ไกลมาก เราจะไม่พิจารณาประเภทสองเท่านี้ เราจะสนใจประเภทของดาวฤกษ์คู่ทางกายภาพ ซึ่งก็คือดาวฤกษ์ที่ผูกพันกันอย่างแท้จริงด้วยปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วง

3 สไลด์

ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางมวล ในทางกายภาพ ดาวฤกษ์คู่จะโคจรเป็นรูปวงรีรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วม อย่างไรก็ตาม หากคุณวัดพิกัดของดาวดวงหนึ่งเทียบกับอีกดวงหนึ่ง ปรากฎว่าดวงดาวต่างๆ เคลื่อนที่สัมพันธ์กันเป็นรูปวงรีเช่นกัน ในรูปนี้ เราเอาดาวสีน้ำเงินที่มีมวลมากกว่ามาเป็นต้นกำเนิดของเรา ในระบบดังกล่าว จุดศูนย์กลางมวล (จุดสีเขียว) หมายถึงวงรีรอบดาวสีน้ำเงิน ฉันอยากจะเตือนผู้อ่านเกี่ยวกับความเข้าใจผิดที่พบบ่อยว่ามักเชื่อว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าจะดึงดูดดาวฤกษ์มวลต่ำได้แรงกว่าในทางกลับกัน วัตถุสองชิ้นใด ๆ จะดึงดูดกันอย่างเท่าเทียมกัน แต่วัตถุที่มีมวลมากจะเคลื่อนที่ได้ยากกว่า และถึงแม้ว่าก้อนหินที่ตกลงมาบนโลกจะดึงดูดโลกด้วยแรงเดียวกับโลก แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะรบกวนโลกของเราด้วยแรงนี้และเราเห็นว่าหินเคลื่อนที่อย่างไร

4 สไลด์

5 สไลด์

6 สไลด์

ความสุกใสของดาวฤกษ์คู่ บ่อยครั้งดาวฤกษ์ที่เป็นคู่จะมีความสว่างต่างกันมาก โดยดาวสลัวจะถูกบดบังด้วยดาวสว่าง บางครั้งในกรณีเช่นนี้ นักดาราศาสตร์จะเรียนรู้เกี่ยวกับความเป็นคู่ของดาวฤกษ์จากการเบี่ยงเบนการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่สว่างภายใต้อิทธิพลของดาวเทียมที่มองไม่เห็นจากวิถีโคจรในอวกาศที่คำนวณสำหรับดาวฤกษ์ดวงเดียว คู่ดังกล่าวเรียกว่าไบนารีแอสโตรเมตริก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Sirius ถือเป็นไบนารีประเภทนี้มาเป็นเวลานานจนกระทั่งพลังของกล้องโทรทรรศน์ทำให้สามารถแยกแยะดาวเทียมที่มองไม่เห็นมาจนบัดนี้ - Sirius B. คู่นี้กลายเป็นสองเท่าทางสายตา มันเกิดขึ้นที่ระนาบการโคจรของดวงดาวรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมของมันผ่านหรือเกือบจะผ่านตาของผู้สังเกตการณ์ วงโคจรของดวงดาวในระบบดังกล่าวนั้นอยู่ขอบเรา ตรงนี้ดวงดาวจะคราสกันเป็นระยะๆ ความสว่างของดวงดาวทั้งหมดจะเปลี่ยนไปตามคาบเดียวกัน ไบนารีประเภทนี้เรียกว่าไบนารีคราส หากเราพูดถึงความแปรปรวนของดาวฤกษ์ ดาวดังกล่าวจะเรียกว่าตัวแปรคราส ซึ่งบ่งบอกถึงความเป็นคู่ของมันด้วย ไบนารีประเภทนี้ที่ค้นพบครั้งแรกและมีชื่อเสียงที่สุดคือดาวอัลกอล (ดวงตาแห่งปีศาจ) ในกลุ่มดาวเซอุส

7 สไลด์

8 สไลด์

ดาวคู่สเปกตรัม ประเภทสุดท้ายของดาวคู่คือดาวคู่สเปกตรัม ความเป็นคู่ของพวกมันถูกกำหนดโดยการศึกษาสเปกตรัมของดาวฤกษ์ โดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงของเส้นดูดกลืนเป็นระยะ หรือเห็นได้ชัดว่าเส้นนั้นเป็นสองเท่า ซึ่งเป็นข้อสรุปเกี่ยวกับความเป็นคู่ของดาวฤกษ์

สไลด์ 9

ทำไมดับเบิ้ลสตาร์ถึงน่าสนใจ? ประการแรก ช่วยให้สามารถค้นหามวลของดาวฤกษ์ได้ เนื่องจากเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดและน่าเชื่อถือที่สุดในการคำนวณจากปฏิสัมพันธ์ที่มองเห็นได้ของวัตถุทั้งสอง การสังเกตโดยตรงทำให้สามารถค้นหา "น้ำหนัก" ทั้งหมดของระบบได้ และหากเราเพิ่มความสัมพันธ์ที่ทราบระหว่างมวลของดวงดาวและความส่องสว่างของพวกมันเข้าไป ซึ่งได้กล่าวไว้ข้างต้นในเรื่องราวเกี่ยวกับชะตากรรมของดวงดาว เราก็ สามารถหามวลของส่วนประกอบและทดสอบทฤษฎีได้ ดาวดวงเดียวไม่ได้ให้โอกาสแก่เราเช่นนี้ นอกจากนี้ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ชะตากรรมของดาวฤกษ์ในระบบดังกล่าวอาจแตกต่างอย่างมากจากชะตากรรมของดาวฤกษ์ดวงเดียวดวงเดียวกัน คู่สวรรค์ซึ่งมีระยะห่างระหว่างกันมากเมื่อเทียบกับขนาดของดาวฤกษ์ ในทุกช่วงของชีวิตใช้ชีวิตตามกฎเดียวกันกับดาวดวงเดียวโดยไม่รบกวนซึ่งกันและกัน ในแง่นี้ความเป็นคู่ของพวกเขาไม่ได้แสดงออกมาในทางใดทางหนึ่ง

10 สไลด์

คู่ที่ใกล้เคียงกัน: การแลกเปลี่ยนมวลครั้งแรก ดาวฤกษ์ไบนารี่ถือกำเนิดขึ้นจากเนบิวลาก๊าซและฝุ่นเดียวกัน ซึ่งมีอายุเท่ากัน แต่มักมีมวลต่างกัน เรารู้อยู่แล้วว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลมากจะมีชีวิต "เร็วกว่า" ดังนั้นดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าจะแซงหน้าดาวดวงเดียวกันในกระบวนการวิวัฒนาการ มันจะขยายตัวจนกลายเป็นยักษ์ ในกรณีนี้ ขนาดของดาวอาจกลายเป็นเรื่องที่สสารจากดาวดวงหนึ่ง (พองตัว) เริ่มไหลไปยังอีกดวงหนึ่ง ผลที่ตามมาก็คือ มวลของดาวฤกษ์ที่เบากว่าในตอนแรกอาจมีมากกว่ามวลที่หนักในตอนแรก! นอกจากนี้ เราจะได้ดาวฤกษ์สองดวงที่มีอายุเท่ากัน และดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่ายังคงอยู่ในลำดับหลัก กล่าวคือ ในใจกลางดาวฤกษ์ การสังเคราะห์ฮีเลียมจากไฮโดรเจนยังคงดำเนินอยู่ และดาวฤกษ์ที่เบากว่าได้ใช้หมดแล้ว ไฮโดรเจนและแกนฮีเลียมได้ก่อตัวขึ้นในนั้น ให้เราจำไว้ว่าในโลกของดาวดวงเดียวสิ่งนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ เนื่องจากความแตกต่างระหว่างอายุของดาวฤกษ์และมวลของมัน ปรากฏการณ์นี้จึงเรียกว่า Algol Paradox เพื่อเป็นเกียรติแก่ระบบดาวคู่คราสเดียวกัน ดาวเบตาไลเรก็เป็นอีกคู่ที่กำลังแลกมวลอยู่ในขณะนี้

11 สไลด์

12 สไลด์

สไลด์ 13

การแลกเปลี่ยนมวลครั้งที่สอง ในระบบไบนารี่ ยังมีพัลซาร์รังสีเอกซ์ที่เปล่งออกมาในช่วงความยาวคลื่นพลังงานที่สูงกว่า การแผ่รังสีนี้สัมพันธ์กับการสะสมของสสารใกล้ขั้วแม่เหล็กของดาวฤกษ์ที่มีสัมพัทธภาพ แหล่งที่มาของการสะสมคืออนุภาคลมของดาวฤกษ์ที่ปล่อยออกมาจากดาวดวงที่สอง (ลมสุริยะมีลักษณะเดียวกัน) หากดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่ ลมดาวฤกษ์จะมีความหนาแน่นอย่างมีนัยสำคัญ และพลังงานของการแผ่รังสีพัลซาร์รังสีเอกซ์สามารถไปถึงระดับความสว่างของดวงอาทิตย์นับร้อยนับพันดวง พัลซาร์รังสีเอกซ์เป็นวิธีเดียวที่จะตรวจจับหลุมดำโดยอ้อม ซึ่งอย่างที่เราจำได้ไม่สามารถมองเห็นได้ และดาวนิวตรอนก็เป็นวัตถุหายากสำหรับการสังเกตด้วยสายตา นี่ยังห่างไกลจากทั้งหมด ดาวดวงที่สองจะพองตัวไม่ช้าก็เร็ว และสสารจะเริ่มไหลไปยังเพื่อนบ้าน และนี่คือการแลกเปลี่ยนสสารครั้งที่สองในระบบไบนารี่แล้ว เมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น ดาวดวงที่สองก็เริ่ม "คืน" สิ่งที่ได้รับระหว่างการแลกเปลี่ยนครั้งแรก