Амплітуди коливань та розташування нових зірок у Галактиці

Скачать

Історія спостереження за новими та надновими небесними тілами, їх классифікація та еволюція у тісних подвійних системах. Дослідження амплітуд коливань на кривих блиску нових зірок під час спалаху. Обробка та аналіз даних Загального каталогу змінних зірок.

Размер: 657,1 K
Тип: курсовая работа
Категория: Астрономия
Скачать

Другие файлы:

Дослідження амплітудної модуляції зміщенням на низькому рівні потужності
Визначення статичної модуляційної характеристики транзисторного LС-автогенератора з базовою модуляцією. Визначення залежності амплітуди напруги на кол...

Еволюція зірок. Нейтронні зорі. Чорні діри
Питання про джерела енергії зірок. Конденсація хмар газово-пилового міжзоряного середовища. Білі карлики та нейтронні зірки у космічному просторі. Стр...

Основні характеристики зірок. Народження зірок
Способи визначення світимості, спектру, поверхневої температури, маси та хімічного складу зірок. Дослідження складу і властивостей міжзоряного газу і...

Еволюція зірок
Історія відкриття першого білого карлика. Характеристики зірок планетарних туманностей. Концепція нейтронних зірок. Фізичні властивості "чорних дір"....

Подвійні зірки
Приналежність до подвійної системи. Відкриття подвійних зірок. Вимірювання параметрів подвійних зірок. Подвійність тісних пар зірок. Рентгенівські под...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Управління освіти і науки Донецької облдержадміністрації

Донецьке територіальне відділення МАН України

АМПЛІТУДИ КОЛИВАНЬ ТА РОЗТАШУВАННЯ НОВИХ ЗІРОК У ГАЛАКТИЦІ

Донецьк - 2012

Анотація

Актуальність роботи: на сьогоднішній день вивчення нових та наднових зірок є одним з пріоритетних напрямів у астрономії. Спостереження за ними дають нові поштовхи для розуміння людством процесів, що відбуваються у Всесвіті. Нові способи визначення швидкостей та відстаней у нашій Галактиці та поза її межами також залежать від дослідження нових зірок.

Зроблено обробку та аналіз даних про нові зірки: амплітуд їх блиску та розташування у Галактиці. За даними побудовано графіки, що наглядно демонструють визначені тенденції серед нових зірок.

Було підтверджено, що нові концентруються біля галактичної площини та центру галактики, у якій вони розташовані. Зроблено аналіз амплітуд блиску, знайдені тенденції, які співпадають з попередніми дослідженнями, але з деякими відмінностями. У старих таблицях не розглянуто зірки, що мають амплітуду блиску від 0 до 1 зіркової величини. Це пов'язано з розвитком технологій для спостереження та наявністю нових даних про ці зірки.

ЗМІСТ

  • ВСТУП
  • РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ ПРО НОВІ ЗІРКИ ТА ЇХ ПРИРОДА
    • 1.1 Історія спостереження нових та наднових зірок
    • 1.2 Загальні поняття про нові та наднові зірки
    • 1.3 Класифікація нових зірок
    • 1.4 Еволюція зірок у тісних подвійних системах
    • 1.5 Явища, що спостерігаються у нових зірках
  • РОЗДІЛ 2. СТАТИСТИКА НОВИХ ЗІРОК
    • 2.1 Амплітуди коливань на кривих блиску нових зірок
    • 2.2 Амплітуди коливань на кривих блиску нових зірок за ЗКЗЗ
  • РОЗДІЛ 3. ПОЛОЖЕННЯ НОВИХ У ГАЛАКТИЦІ
    • 3.1 Розподіл нових у галактиці
    • 3.2 Розподіл нових у Галактиці за обробленими даними ЗКЗЗ
  • ВИСНОВКИ
  • СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
  • ДОДАТКИ

ВСТУП

З розвитком астрономії стало зрозумілим, що поява на небі яскравої зірки, може бути відображенням різноманітних явищ в космосі. Одне з таких явищ в сучасній науці називають новою зіркою. Саме цим об'єктам присвячена дана робота. Слід згадати і наднові зірки - це більш рідкісні явища, однак більш яскраві. Нові та наднові зірки відносяться до одного класу змінних зір, а саме до катаклізматичних змінних. В наш час дослідження катаклізматичних зір дуже актуальне не тільки для астрономії, а і для фізики. Саме вони дають багато інформації для розуміння нашого Всесвіту, його розвитку. В 2011 році Сол Перлматтер, Браян П. Шмідт та Адам Рісс отримали Нобелівську премію з фізики "За відкриття прискореного розширення Всесвіту за спостереженнями далеких наднових зірок".

Автором роботи оброблено дані про нові зірки, що вибрані з Загального каталогу змінних зірок (ЗКЗЗ). Це зроблено тільки для нових зірок, тому що даних про наднові дуже мало і за ними не можна зробити чітких висновків.

Конкретно оброблено координати зірок та дані про амплітуди коливання блиску під час спалаху. За координатами побудовано графік, який зображує положення нових зірок та їхню концентрацію у визначеному місці. А за ?m побудовано діаграму, що зображатиме кількості зірок, що мають деяке середнє значення змінення блиску. Таким чином отримаємо "популярність" визначених середніх ?m серед нових зірок.

Як було зазначено вище, матеріал для отримання даних та побудування графіків взято з ЗКЗЗ, але версію у форматі електронних таблиць Microsoft Excel, який був переведений з формату текстового документу (.txt) у формат електронних таблиць (.xls). Обрано саме цей варіант каталогу через зручність у обробці даних та побудуванні графіків та діаграм.

Через те, що у ЗКЗЗ координати зірок записані в одному стовпчику та вимірюються у різних одиницях, то розроблена програма, що розкладає цей стовпчик на два та конвертує кути в однакову одиницю щоб оцінити концентрацію зірок на діаграмі, що побудований у програмі Microsoft Excel за тими даними, конвертовані за допомогою створеної автором програми.

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ ПРО НОВІ ЗІРКИ ТА ЇХ ПРИРОДА

1.1 Історія спостереження нових та наднових зірок

Китайські та японські трактати свідчать про те, що на небі час від часу раптово з'являлися зірки виключно великої яскравості. Вони швидко збільшували яскравість, а потім повільно, впродовж декількох місяців згасали й переставали бути видимими. Поблизу максимуму блиску ці зірки було видно навіть удень. У 1572 р. та у 1604 р. такі спалахи спостерігалися видатними астрономами Тихо Браге та Йоганном Кеплером відповідно.

У давнину та у середньовіччя явище спалаху нової зірки вважалося чимось надзвичайним. У наш час воно стало звичайним завдяки систематичному фотографуванню зоряного неба.

1.2 Загальні поняття про нові та наднові зірки

Нові та наднові зірки є видами змінних зірок. Узагальнено їх називають вибуховими. По мірі накопичення інформації з'ясувалося, зо вибухові зірки можуть бути кількох типів.

Найбільші амплітуди змінення блиску мають наднові зірки. У момент максимуму блиск такої зірки збільшується приблизно на 20 зіркових величин, а це означає, що він посилюється у 108 раз, і зірка випускає стільки ж енергії, скільки усі зірки Галактики. Поява наднової зірки у нашій галактичній системі - явище рідке: воно відбувається у середньому один раз за 350 років. Однак наднові зірки спалахують і в інших галактиках. Так як у максимумі блиск наднової можна порівняти з повним блиском галактики, її поява може бути зафіксована на фотознімках далекої від нас зоряної системи. На цьому побудовані пошуки наднових, що ведуться регулярно.

Спалах наднової зірки закінчується майже повним її розпадом. На її місці залишається надщільна зірка - ядро наднової, а речовина зіркової оболонки розсіюється у світовий простір, утворюючи газову дифузну туманність.

Значно менші амплітуди притаманні звичайним новим зіркам, проте спалахують вони значно частіше. Тільки у нашій Галактиці їх зареєстровано понад 150.

Спалах нової зірки (як і наднової) стається раптово. Її блиск дуже швидко збільшується й досягає максимуму. Після цього починається поступовий спад блиску, який відбувається у різних зірок по-різному. У кінці кінців блиск зірки знижається до "нормального" стану. При цьому він продовжує зазнавати невелику неправильну змінність.

По закінченню спалаху нової зірки, через кілька років після максимуму, стає видимою утворена вибухом оточуюча нову зірку газова туманність, яка постійно розширюється. Зазвичай нова зірка при спалаху не руйнується, і можна думати, що при вибуху у простір розсіюється речовина порівняно тонкої оболонки, що містить не більше 10-5 маси Сонця. Зазвичай нову зірку виявляють на старих знімках зоряного неба у її стані до спалаху.

Окрім нових та наднових зірок існують повторні нові. Повторні нові - це зірки, які спалахували як нові кілька разів з інтервалом у кілька років [1].

1.3 Класифікація нових зірок

Нові зірки помітно відрізняються одна від одної як за потужністю спалаху, так і за швидкістю зменшення блиску. Цікаво, що чим потужніший спалах нової зірки, тим швидше падає її блиск. По швидкості падіння блиску нові зірки відносять або до "швидких", або до "повільних" [2].

Різниця у ході зміненні блиску обумовлюють необхідність розрізняти декілька типів нових та наднових зірок. Амплітуди блиску лежать найчастіше у межі від 7 до 16 зіркових величин, однак швидкості підйому і спаду можуть сильно відрізнятися від зірки до зірки. Форми кривих блиску теж можуть бути доволі різними. На сьогоднішній день виділяють наступні чотири групи, які позначають згідно з номенклатурою.

N - нові зірки. Тісні двійні системи з періодами орбітального руху від 0.05 до 230d; одним з компонентів цих систем є карликова гаряча зірка, яка несподівано, за час від одного дня до кількох десятків або сотень днів, збільшує свій блиск на 7m-19m. За час від кількох місяців до кількох десятків років блиск системи повертається до первісного стану. У мінімумі можуть показувати невеличкі зміни блиску. Холодні компоненти є гігантами, субгігантами або карликами спектральних класів К-М. Спектри нових поблизу максимуму блиску спочатку схожу на спектри поглинення A-F зірок високої світимості. Потім у спектрах з'являються широкі емісійні полоси водню, гелію та інших елементів з адсорбційними компонентами, що свідчать про наявність оболонки, що швидко розширюється. По мірі ослаблення блиску у складному спектрі з'являються заборонені емісійні лінії, характерні для спектрів газових туманностей, що збуджуються гарячою зіркою. У мінімумі блиску спектри нових, як правило, непереривні або подібні до спектрів зірок Вольфа-Райе. Ознаки холодних компонентів виявляються лише у спектрах найбільш масивних систем. У деяких нових після спалаху виявляються пульсації гарячих компонентів з періодами порядку 100 секунд й амплітудами близько 0,05m. Деякі нові, звичайно, виявляються також затемненими системами. По характеру змінення блиску нові поділяються на швидкі (NA), повільні (NB), дуже повільні (NC) та повторні (NR).

NA - швидкі нові, що характеризуються швидким підйомом блиску та ті, що зменшують блиск після досягнення максимуму на...