Главная страница
Навигация по странице:

  • Г.Р.Кирхгоф

  • Основная (гарвардская) спектральная классификация звёзд

  • Йеркская классификация с учётом светимости (МКК)

  • Дополнительные спектральные классы и сегодняшняя классификация

  • Дополнительные классы Звёзды с аномальным химическим составом

  • С-RС-NС-H

  • Лекция по Астрономии на тему _Спектральная классификация звезд_.. Спектральная классификация звезд в 1859г выдающийся немецкий физик Густав Кирхгоф


    Скачать 65.53 Kb.
    НазваниеСпектральная классификация звезд в 1859г выдающийся немецкий физик Густав Кирхгоф
    Дата18.04.2023
    Размер65.53 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛекция по Астрономии на тему _Спектральная классификация звезд_..docx
    ТипДокументы
    #1071281

    Спектральная классификация звезд

        В 1859г выдающийся немецкий физик Густав Кирхгоф (1824-1887) и его коллега, известный химик Роберт Бунзен (1811-1899), сравнивая длины волн фраунгоферовых линий в спектре Солнца и линий излучения паров различных веществ, обнаружили на Солнце натрий, железо, магний, кальций, хром и другие металлы. Каждый раз светящимся лабораторным линиям земных газов соответствовали тёмные линии в спектре Солнца. Г.Р.Кирхгоф  и Р.В.Бунзен открыли спектральный анализ, сделав вывод: газы поглощают те же длины волн, которые излучают в нагретом состоянии. В начальном приближении, сплошной спектр излучения звезды близок к излучению абсолютно чёрного тела с температурой, равной температуре её фотосферы, которую можно оценить по закону смещения Вина, но для удалённых звёзд этот метод неприменим из-за неравномерного поглощения света различных участков спектра межзвёздной средой. Более точным методом является оптическая спектроскопия, позволяющая наблюдать в спектрах звёзд линии поглощения, имеющие различную интенсивность в зависимости от температуры и типа звезды. Для некоторых типов звёзд в спектрах наблюдаются и линии испускания.

    Спектральная классификация в первую очередь основана на температурной последовательности, но может учитываться и класс светимости. Иногда при классификации указывают и дополнительную информацию относительно спектра звезды (например, появление эмиссионных линий или наличие необычно сильных металлических линий).
        Сходные спектры были сгруппированы, сперва в 1862г Анжело Секки (1818-1878, Италия), давшему первую спектральную классификацию по цвету: белые, желтоватые, красные, очень красные. Существующие буквенные обозначения классов восходят к первой классификации, предпринятой в Обсерватории Гарвардского колледжа (финансируемой по завещанию Генри Дрэпера) и опубликованной в 1890 году. Первоначально введенные классы, обозначенные буквами A - Q, впоследствии были упорядочены в порядке температурной последовательности, в результате чего окончательно установилось деление на основные классы с буквенными обозначениями O, B, A, F, G, K и M. Основные классы могут быть разделены далее на 10 подклассов, обозначаемых цифрами от 0 до 9 (например, A0, K5).

    Основная (гарвардская) спектральная классификация звёзд:

    Современная (гарвардская) спектральная классификация звёзд, разработанная в Гарвардской обсерватории в 1890—1924гг является температурной классификацией, основанной на виде и относительной интенсивности линий поглощения и испускания спектров звёзд. На основе созданной классификации Энной Кэннон (1863-1941, США) в 1924г  издан каталог в 9 томах на 225330 звезд- HD каталог.

    Класс

    Температура

    Цвет звезды

    Особенноси спектров

    Типичные звезды

    O

    30 000—60 000 K

    Голубые

    Относительно мало линий поглощения. Линии HI, HeI, HeII, многократно ионизованных SiIV, CIV, CIII, NIII. Линии H слабы.

    Минтака

    B

    11 000—30 000 K

    Бело-голубые

    Линии HeI, HI, усиливающиеся к классу A. Слабые линии H, K, CaII

    Спика

    A

    7500—11 000 K

    Белые

    Интенсивные линии HI, линии H, K CaII, усиливающиеся к классу F, cлабые линии металлов (Fe, Mg)

    Сириус, Вега

    F

    6000—7500 K

    Желтовато-белые

    Линии H и K CaII и линии металлов, усиливающиеся к классу G, линии HI ослабевают. Появляется линия CaI и полоса G (линии Fe, Ca, Ti)

    Процион, Канопус

    G

    5000—6000 K

    Жёлтые

    Интенсивные линии H и K CaII, CaI, линии FeI и FeII. Многочисленные линии др. металлов, интенсивная полоса G. Линии HI слабеют к классу K

    Солнце, Капелла

    K

    3500—5000 K

    Оранжевые

    Наибольшая интенсивность линий H и K CaII, интенсивная линия CaI, линии металлов и полоса G. С подкласса K5 появляются полосы поглощения TiO

    Арктур, Альдебаран

    M

    2000—3500 K

    Красные

    Интенсивные полосы поглощения TiO и др. молекулярные полосы, линии металлов, H и K CaII, CaI, полоса G слабеет. У переменных типа о Кита имеются линии излучения HI

    Антарес, Бетельгейзе

    • на английском: Oh Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now Sweetheart

    • и на русском: Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь

    Внутри класса звёзды делятся на подклассы от 0 (самые горячие) до 9 (самые холодные). Солнце имеет спектральный класс G2 и эквивалентную температуру фотосферы 5780 K. Для запоминания последовательности существуют мнемонические формулы.

    Йеркская классификация с учётом светимости (МКК)

      Зависимость вида спектра от светимости отражена в более новой йеркской классификации (называемой также МКК по инициалам её авторов), разработанной в Йеркской обсерватории Yerkes Observatory). В 1943г В.В. Морган, П.К. Кинан и Э. Келлман определили спектральные критерии для классов светимости , а также выбрали образцы звезд в качестве стандартов для каждого из гарвардских подклассов. Классы светимости обозначаются большими римскими цифрами:.

    Ia

    Сверхгиганты с большой светимостью

    Ib

    Сверхгиганты с меньшей светимостью

    II

    Яркие гиганты

    III

    Нормальные гиганты

    IV

    Субгиганты

    V

    Карлики/Главная последовательность

    Позже в 1953 году были введены еще два класса (в настоящее время они используются редко):

    VI Субкарлики.

    VII Белые карлики. Солнце, будучи жёлтым карликом, имеет йеркский спектральный класс G2V.

    Эти абличные обозначения помещаются после температурного класса и перед любым суффиксом.

    c

    резкие линии

    k

    межзвездные линии

    d

    карлик = звезда главной последовательности

    m

    сильные линии металлов

    D

    белый карлик

    n

    диффузные линии

    e

    эмиссия (эмиссия водорода в O-звездах)

    nn

    очень размытые диффузные линии

    em

    эмиссия в линиях металлов

    p

    пекулярный спектр

    ep

    пекулярная эмиссия

    s

    резкие линии

    eq

    эмиссия с поглощением на более коротких волнах

    sd

    субкарлик

    f

    эмиссия гелия и неона в O-звездах

    wd

    белый карлик

    g

    гигант

    wk

    слабые линии

      Например, B3-гигант с эмиссионными линиями классифицировался бы как B3IIIe.
     По мере того, как научные исследования дают все более детальную информацию, система классификации продолжает развиваться и уточняться. Другие классификации включают S-звезды и углеродные звезды, прежде называвшиеся R- и N-звездами, а теперь располагаемые в последовательности от C0 до C9, что приблизительно соответствует неуглеродным звездам температурных классов от G4 до M. Чтобы отразить дополнительную информацию о спектре, в классификации используются различные префиксы и суффиксы. Наиболее употребительные из них даны в таблице.

    Таким образом, если гарвардская классификация определяет абсциссу диаграммы Герцшпрунга — Рассела, то йеркская — положение звезды на этой диаграмме. Дополнительным преимуществом йеркской классификации является возможность по виду спектра звезды оценить её светимость и, соответственно, по видимой величине — расстояние (метод спектрального параллакса).

    Дополнительные спектральные классы и сегодняшняя классификация

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    C
     

    -
     

    R
     

     

     

     

     

    WN

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    С

    -
     

    N
     

     

     

     

     

    W

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    C
     

    -
     

    H
     

     

     

     

     

    WC

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    /
     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    O

    -
     

    B

    -
     

    A

    -
     

    F

    -
     

    G

    -
     

    K

    -
     

    M

    -
     

    L

    -
     

    T

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    \
     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    D
     

     

     

     

     

     

     

     

    S
     

     

     

     

     

    Выделяют также дополнительные спектральные классы для некоторых классов звёзд:

    •   W — звёзды Вольфа — Райе, очень тяжёлые яркие звёзды с температурой порядка 70000 K и интенсивными эмиссионными линиями в спектрах.

    •   L и T — коричневые карлики, объекты, переходные между звёздами и планетами, с температурой 1500—2000 K и около 1000 K соответственно.

    •   C — углеродные звёзды, гиганты с повышенным содержанием углерода

    •   S — циркониевые звёзды

    •   D — белые карлики

    Класс

    Т,  К

    Цвет звезды

    Особенности спектров

    Типичные звезды

    W
     


    60000-100000
     

    Голубой

    Звёзды Вольфа-Райе, очень тяжёлые яркие звёзды с температурой порядка 70000 K и интенсивными эмиссионными линиями в спектрах. Излучение в линиях He II, He I, N I, N III-V, O III-VI, C II-IV

    S Золотой Рыбы

    O

    30000-60000

    Голубой

    Линии HI, HeI, HeII, многократно ионизованных SiIV, CIV, CIII,NIII

    z Кормы, l Ориона, l Персея

    B

    10000-30000

    Бело-голубой

    Линии HeI, HI, усиливающиеся к классу A. Слабые линии H, K, CaII

    e Ориона, a Девы, g Ориона

    A

    7500-10000

    Белый

    Интенсивные линии HI, линии H, K CaII, усиливающиеся к классу F, cлабые линии металлов (Fe, Mg)

    a Большого Пса, a Лиры, g Близнецов

    F

    6000-7500

    Жёлто-белый

    Линии H и K CaII и линии металлов, усиливающиеся к классу G, линии HI ослабевают. Появляется линия CaI и полоса G (линии Fe, Ca, Ti)

    d Близнецов, a Малого Пса, a Персея

    G

    5000-6000

    Жёлтый

    Интенсивные линии H и K CaII, CaI, линии FeI и FeII. Многочисленные линии др. металлов, интенсивная полоса G. Линии HI слабеют к классу K

    Солнце, a Возничего

    K

    3500-5000

    Оранжевый

    Наибольшая интенсивность линий H и K CaII, интенсивная линия CaI, линии металлов и полоса G. С подкласса K5 появляются полосы поглощения TiO

    a Волопаса, b Близнецов, a Тельца

    M

    2000-3500

    Красный

    Интенсивные полосы поглощения TiO и др. молекулярные полосы, линии металлов, H и K CaII, CaI, полоса G слабеет. У переменных типа о Кита имеются линии излучения HI

    a Ориона, a Скорпиона, o Кита, Проксима Центавра

    L
     


    1500-2000
     

    Тёмно-красный

    Полосы TiO и VO отсутствуют. Видна сильная полоса CrH, сильные линии Rb и Cs, широкие линии калия и натрия.

     

    T
     


    1000-1500
     

    Красно-коричневый

    Коричневые карлики, объекты, переходные между звёздами и планетами. Интенсивные полосы поглощения воды, метана и молекулярного водорода.

     

    Дополнительные  классы

    Звёзды с аномальным химическим составом
     

     

    С-R
    С-N
    С-H
     


    2000-3500

    Красный

    Углеродные звёзды, гиганты с повышенным содержанием углерода. Молекулярные полосы поглощения C2 и его соединений CH, CO, CN. У звезд R0–R3 имеются относительно слабые полосы C2 и CN, тогда как в типах R5–R8 эти полосы сильны, а также имеется континуум, простирающийся как минимум до 3900 A. У N-звезд полосы C2 и CN также сильны, но континуум обрывается до 4000 A... В 1993 году Keenan провел ревизию MK-классификации и разделил углеродные звезды на три последовательности: C-R, C-N и C-H с подклассами до C-R6, C-N9 и C-H6, определяемыми по температуре. Новые последовательности моделировали старую R-N систему с отдельной категорией для CH-звезд, которые ранее классифицировались как R-пекулярные.

    R Северной Короны

    S
     


    2000-3500

    Красный

    Циркониевые звёзды. Полосы поглощения ZrO

     

    D
     


     

    Белый

    Белые карлики

     


    написать администратору сайта