Переменные звезды


Блеск многих звезд подвергается изменениям. В одних случаях эти изменения заметны невооруженным глазом, в других они требуют особых способов измерения. Изменения блеска звезд различны также и по времени, в течение которого они происходят: одни звезды заметно изменяют свой блеск за несколько минут, другие — в течение десятков и сотен дней. Звезды, меняющие свой блеск, называются переменными. К середине 1958 г. их было известно около 15 000. Они включены в каталог переменных звезд, составленный в СССР. Вся работа по учету переменных звезд возложена Международным астрономическим союзом на советских, главным образом московских, ученых.

Не следует смешивать изменения блеска самих звезд с быстрыми и постоянно наблюдаемыми переливами их света — с мерцанием. Мерцание вызывается преломлением лучей света при их прохождении сквозь разные слои земной атмосферы.

Вот один из примеров переменных звезд. Звезда дельта Цефея за каждые 128 часов 47 минут изменяет свой блеск в два раза.

Кривая изменения блеска звезды Алголъ. По горизонтали указано время в часах. Внизу — схема движения спутника Алголя.
Кривая изменения блеска звезды Алголъ. По горизонтали указано время в часах. Внизу — схема движения спутника Алголя.

Объяснение этих изменений заключается в том, что подобные звезды — их называют цефеидами — периодически то как бы раздуваются, увеличиваясь в размерах, то сжимаются. При этом изменяются размеры звезд и их температура. Значит, это какие-то «неустойчивые звезды». Все цефеиды — гиганты, звезды большой светимости, многие из них сверхгиганты, к ним относятся звезды с наибольшей светимостью. И вот что замечательно: чем больше светимость, тем больше период изменения блеска любой цефеиды. Установив наблюдениями период изменения блеска звезды-цефеиды, можно вычислить ее светимость. А это значит, что можно выяснить расстояние до этой звезды.

В самом деле, если в каком-либо очень далеком скоплении звезд обнаружена цефеида, то по наблюдениям определяют период изменения ее блеска, а отсюда и светимость. А после этого легко вычислить, на каком расстоянии находится эта цефеида, если она при данной светимости представляется нам по своему видимому блеску звездой такой-то величины. А так как цефеида находится в звездном скоплении, то расстояние до нее является тем самым и расстоянием до этого звездного скопления. Размеры скопления, как бы ни были они велики, ничтожны по сравнению с расстоянием до него, а это значит, что все входящие в него звезды находятся на приблизительно одинаковых расстояниях от нас.

Периоды изменения блеска цефеид бывают от нескольких десятков минут до 45 суток.

Ряд звезд, изменения блеска которых сопровождаются также изменениями их температуры, имеет периоды почти до двух лет. Это так называемые долгопериодические переменные звезды. Одна из них находится в созвездии Кита. Ее обозначают греческой буквой «омикрон». В наибольшем блеске она почти так же ярка, как Полярная звезда. В наименьшем же блеске она видна только в телескоп. За такое удивительное изменение блеска эту звезду называют Мира, что по-латыни значит «удивительная». Ее период около 330 суток.

Переменные звезды этого типа также являются звездами-сверхгигантами.

Среди переменных звезд наблюдаются и такие, периоды у которых непостоянны. Они называются полуправильными и неправильными переменными звездами.

Существуют звезды, которые внезапно и очень быстро изменяют свой блеск, разгораясь, можно сказать, на глазах наблюдателей: в течение нескольких десятков часов звезда увеличивает свой блеск в десятки и сотни тысяч раз. Затем после вспышки блеск такой звезды начинает ослабевать, сначала довольно быстро, а затем очень-очень медленно. Через несколько лет звезда становится опять такой же, какой она была до вспышки. Эти звезды получили название новых. Раньше думали, что это действительно вновь появившиеся звезды. Но все эти звезды существовали и ранее — они обнаруживаются как слабые звезды на фотоснимках звездного неба, сделанных ранее.

Некоторые из новых звезд (а может быть, и все) вспыхивают неоднократно. Так внезапно вспыхивать и увеличиваться в размерах со скоростью, равной сотням километров в секунду, могут очень горячие звезды, имеющие особое, неустойчивое состояние. При вспышке их наружные газовые слои срываются и с огромной скоростью несутся в пространство.

С течением времени эти газы совершенно рассеиваются.

В редких случаях наблюдаются вспышки так называемых сверхновых звезд. Они отличаются тем, что их светимость во время вспышки бывает в десятки и сотни миллионов раз больше светимости Солнца. В настоящее время ученые — астрономы' и физики много работают над решением вопроса о том, какие физические причины вызывают такое грандиозное явление, как вспышки сверхновых звезд.