Кое-что о переменных.

[Atandakil]

Переменными звездами называют звезды, которые хотя бы однажды заметным для наблюдений образом изменили свою светимость.
Подавляющее большинство переменных звезд, как правило, относится к одному из следующих классов:
1. Эруптивные переменные звезды. Это - переменные, изменение светимости которых происходит в результате вспышек в хромосфере или короне звезды, обусловленных теми или иными причинами.
2. Пульсирующие переменные звезды. Изменение светимости происходит в результате периодического изменения размера поверхностных слоев звезды Изменение может быть радиальным (изменяется диаметр звезды) или нерадиальным (изменяется ее форма).
3. Вращающиеся переменные звезды. Они либо имеют неоднородную яркость (пятнистые), либо несферическую форму - в результате, при их вращении они изменяют видимую яркость. Причины неоднородной яркости поверхности разнообразны но, как правило, их объединяет связь с магнитным полем звезды.
4. Катаклизмические переменные (новые, новоподобные и т. д.). Причина изменения светимости - взрывы в оболочке (новые звезды). Формально сюда можно отнести и сверхновые (взрыв в глубинных слоях звезды) - но они являются переменными однократного действия
5. Затменно-двойные системы. Яркость звезды меняется из-за периодического затмения одной звезды в кратной системе другой или из-за изменения их формы за счет взаимного притяжения.
Существуют и другие виды переменных, но они достаточно редки либо достаточно экзотичны.
Думаете, это все? Вовсе нет - это лишь начало.

1. Эруптивные переменные в основном подразделяются на:
1.1. Вспыхивающие неправильные (типа UV Кита) - маленькие и тусклые красные (поздних классов М), а иногда - и коричневые карлики, на которых происходят вспышки, подобные солнечным, только гораздо мощнее, так что яркость звезды может в течение считанных секунд увеличиться в несколько раз. Их очень много - это самый многочисленный класс переменных звезд, и похоже, что чуть ли не все маленькие красные карлики принадлежат к этому классу или проходят через эту стадию.
1.2. Переменные типа BY Дракона - звезды поздних классов (К и М), но большие, чем предыдущие, показывающие нерегулярную вспышечную активность такого же происхождения но меньшей относительной амплитуды.
1.3. Неправильные эруптивные переменные, вариации светимости которых не описываются какой-то закономерностью и которые не относятся к предыдущим группам:
- неправильные переменные ранних спектральных классов (спектральные классы О - А). Переменность вызвана преимущественно неустойчивым горением внутренних слоев;
- неправильные переменные промежуточных (F-G) и поздних (К-М) спектральных классов;
- неправильные переменные диффузных туманностей (орионовы переменные) - очень молодые звезды, локализованные в диффузных туманностях (alef0.diary.ru/p174440487.htm). Они подразделяются на фуоры (только что образовавшиеся) и звезды типа Т Тельца (более зрелые) но в любом случае - это еще не вышедшие на главную последовательность eyespace.diary.ru/p208758066.htm юные звезды, нерегулярная яркость которых связана с процессами завершения сжатия и аккреции вещества протозвездного диска;
- быстрые неправильные переменные, подобные предыдущей группе, но не связанные с диффузными туманностями. Они также подразделяются на переменные ранних спектральных классов и переменные промежуточных (F-G) и поздних (К-М) спектральных классов.
1.4. Яркие голубые переменные (eyespace.diary.ru/p208758066.htm) - гипергиганты, величайшие звезды в мире.

2. Пульсирующие переменные подразделяются на:
2.1. Долгопериодические (классические) цефеиды (alef0.diary.ru/p165601890.htm).
2.2. Переменные типа W Девы. Иногда их называют цефеидами гало - это низкометалличные звезды, в основном, локализованные среди населения типа II (древних звезд второго поколения) и по характеру пульсаций яркости похожие на цефеиды, хотя физика их пульсаций носит иной характер. В свою очередь, подразделяются на длиннопериодические (длительность пульсации больше восьми суток) и короткопериодические типа BL Геркулеса (длительность пульсации меньше восьми суток).
2.3. Медленные неправильные переменные. Странная группа звезд, без видимых причин медленно и несильно изменяющих яркость без видимых закономерностей изменения. Обычно это - некоторые гиганты или сверхгиганты.
2.4. Мириды, звезды типа Миры Кита. Зрелые красные гиганты на конечной стадии жизни с периодом пульсации, превышающим сто дней, и изменениями светимости более, чем на одну звездную величину (eyespace.diary.ru/p208757964.htm). Изменения светимости обусловлены неустойчивостью внешних слоев, из-за которой, вследствие развития в ней гигантских волн, она то расширяется, то сжимается, при этом еще и теряя сферическую симметрию.
2.5. Полуправильные переменные - переменные с заметной, но нестрогой периодичностью и непостоянной амплитудой колебаний светимости:
- тип Z Водолея - гиганты поздних спектральных классов с хорошо выраженной периодичностью в диапазоне от месяца до примерно трех с половиной лет. Амплитуда и формы кривой светимости могут изменяться. Как правило, похожи на мириды, отличаясь меньшей амплитудой;
- тип R Лиры - аналогичные предыдушим гиганты поздних спектральных классов с заметно менее строгой периодичностью. Среднее время изменения яркости у таких звезд находится в диапазоне примерно от полумесяца до двух с половиной лет. Иногда у таких звезд накладываются друг на друга несколько периодов колебаний светимости;
- тип μ Цефея - сверхгиганты поздних классов. Амплитуды колебаний светимости около одной звездной величины, периоды близки друг к другу. У таких звезд периоды могут составлять от месяца до нескольких лет. К этому типу относится любимая народом Бетельгейзе;
- тип SX Геркулеса - подобные предыдущим гиганты и сверхгиганты промежуточных спектральных классов F, G, или K с амплитудами изменения блеска до четырех звездных величин.
2.6. Переменные типа RR Лиры (иногда именуемые короткопериодическими цефеидами). Гиганты ранних спектральных классов (от А до F, II - III классов светимости по йеркской классификации, eyespace.diary.ru/p208758066.htm) с правильной короткопериодической радиальной пульсацией (колебаниями диаметра с периодами от 4 до 30 часов) и постоянной кривой изменения светимости (амплитуда изменения светимости может доходить до двух звездных величин). Судя по всему, самый многочисленный тип переменных после типа UV Кита. Старые звезды низкой металличности, встречаются в шаровых звездных скоплениях и в гало (короне, сферической компоненте) Галактики.
2.7. Переменные типа RV Тельца. Желтые сверхгиганты классов F или G в максимуме и К или М - в минимуме. Период - промежуточный между классическими цефеидами и миридами (30 - 150 суток). Достаточно массивные звезды на самом последнем этапе эволюции (стадия сброса оболочки при переходе с асимптотической ветви гигантов eyespace.diary.ru/p208758066.htm к белому карлику), так что пульсация развивается в сбрасываемой звездой внешней оболочке.
2.8. Переменные типа β Цефея. Массивные и яркие голубые гиганты главной последовательности (классы B0V - B3V) с незначительными (до 0,3m) колебаниями светимости и периодами в несколько часов. В таких звездах из-за неустойчивости пульсирует внешняя оболочка, нагретая мощным излучением внутренних частей звезды.
2.9. Переменные типа δ Щита. Звезды, начинающие сходить с главной последовательности или дошедшие до стадии гигантов классов A и F. Период пульсаций правильный, амплитуда слабо или средне (менее одной звездной величины) выражена и переменна сама по себе (вплоть до временного затухания пульсаций). Причины такого поведения до конца не ясны, у некоторых звезд это типа пульсации радиальные, у других, как оказалось - нет (меняется форма звезды наряду с радиусом). Период пульсаций - несколько часов. К этому классу переменных принадлежит Вега.
2.10. Переменные типа ZZ Кита - пульсирующие белые карлики. По белому карлику гуляют волны того же, замечу, физического происхождения, что и волны в океане. Иногда они усиливаются и накладываются - и мы видим пульсации яркости. У некоторых молодых белых карликов к этому процессу прибавляются более изощренные механизмы.

3. Вращающиеся переменные звезды:
3.1. Переменные типа α² Гончих Псов (магнитные переменные). Звезды главной последовательности спектральных классов B8V-A7V. Эти звезды имеют сильные магнитные поля, несоосность которых с вращением самой звезды порождает интенсивные процессы в оболочке, проявляющиеся в изменениях яркости.
3.2. Вращающиеся эллипсоидальные переменные. Звезды в кратной системе, приобретшие эллиптическую форму в результате гравитационного взаимодействия с близким компонентом системы. При вращении таких звезд площадь видимой земному наблюдателю поверхности звезды изменяется, соответственно, изменяется ее видимая яркость. Примером такой переменной является Спика (альфа Девы).
3.3. Переменные типа FK Волос Вероники. Быстровращающиеся гиганты с неоднородной поверхностной яркостью спектральных классов G-К. Амплитуды колебаний яркости составляют несколько десятых звездной величины, периоды - порядка нескольких суток. Есть теория, утверждающая что это - слившиеся двойные звезды.
3.4. Переменные типа SX Овна. Голубые гиганты главной последовательности спектрального класса В. Близки к переменным типа α² Гончих Псов, но с более высокой температурой поверхности.

4. Катаклизмические переменные - это:
4.1. Новые звезды. Белые карлики в двойной системе, на поверхность которых аккрецирует вещество второго компонента. По мере накопления водорода на поверхности белого карлика, в нем растут температура и давление - до развития в нем термоядерной реакции детонационного типа (взрыва) (замечу, что когда белый карлик в результате аккреции преодолевает предел Чандрасекара и взрывается сверхновой типа Ia (alef0.diary.ru/p166318659.htm), в нем протекает не объемная детонация, а куда, казалось бы, более безобидная дефлаграционная реакция ("горение" в поверхностном слое распространяющейся ударной волны. А какая разница в эффекте!). После взрыва опять начинается накопление водорода на поверхности - до следующего взрыва. В зависимости от времени между вспышками подразделяются на быстрые новые, медленные новые, особо медленные новые и повторные новые.
4.2. Карликовые новые. Похожи на новые, но термоядерный взрыв (меньшей мощности) у них происходит не на поверхности белого карлика, а в аккреционном диске, его окружающем.
4.3. Симбиотические переменные типа Z Андромеды - подобны новым, но накопление вещества на поверхности белого карлика происходит не за счет аккреции вещества второго компонента, а за счет испускаемого им звездного ветра.
4.4. Новоподобные звезды. Класс, куда относят катаклизмические переменные невыясненной природы. Например, если звезда похожа по характеру на новую, но ее вспышка не зафиксирована, ее относят к новоподобным. Потом, если она, наконец, вспыхивает, ее с удовольствием переквалифицируют.
4.5. Сверхновые.
4.6. А еще к катаклизмическим переменным относят поляры alef0.diary.ru/p179868109.htm.

5. Затменно-двойные переменные подразделяются на:
5.1 Затменно-двойные переменные типа Алголя. Две достаточно удаленные друг от друга сферические звезды периодически затмевают одна другую. Соответственно, на кривой яркости хорошо видны начало и конец каждого затмения, а между затмениями светимость системы почти не изменяется.
5.2. Затменные переменные типа β Лиры. Два компонента расположены ближе друг к другу, чем в первом случае, и имеют, соответственно, из-за гравитационного взаимодействия эллипсоидальную форму. В результате кривая изменения яркости выглядит достаточно плавной, яркость изменяется непрерывно, и установить моменты начала и конца затмения непросто.
5.3. Затменные переменные типа W Большой Медведицы. Звезды настолько близки, что их оболочки объединены, обе звезды непрерывно обмениваются веществом. Собственно, это - единый восьмеркообразный объект. Кривая блеска изменяется непрерывно, начало и конец затмения выявить невозможно, яркость нарастает и убывает плавно.

@темы: наука/открытия, гипотезы и факты