3.3 Фотометрические методы определения расстояний до небесных тел

Лекция 3. Определение расстояний до звездных объектов

3.3 Фотометрические методы определения расстояний до небесных тел

С помощью фотометрических методов расстояния определяются не напрямую, а через определение абсолютных величин звезд. Зная абсолютные величины и, обязательно, величину межзвездного поглощения света A_V (см. § 6.1), расстояние можно определить из выражения: Для отдельных звезд, особенно успешно для звезд спектральных классов О и В, используется метод спектральных параллаксов. Он основан на том факте, что характеристики спектров звезд зависят не только от температуры их поверхности, но и от ускорения силы тяжести на поверхности. При этом обычно пренебрегают различиями в химическом составе звезд, по крайней мере в рамках звезд одного типа. Чтобы использовать метод спектральных параллаксов, каждому спектральному подклассу и классу светимости приписывают определенную абсолютную звездную величину, как принято говорить - проводят калибровку. Это можно сделать, например, по звездам с известными тригонометрическими параллаксами или членам звездных скоплений с известными модулями расстояния. Ошибка определения абсолютных звездных величин - около 0^m.5 для звезд главной последовательности (карликов) и 0^m.7 для сверхгигантов, что соответствует ошибкам в расстояниях до звезд приблизительно от 15% до 40%. Для звезд других спектральных классов разброс в абсолютных звездных величинах больше, поэтому для них определение спектральных параллаксов не используется.

Для некоторых типов звезд абсолютные звездные величины можно определить непосредственно из фотометрии, используя специально подобранные показатели цвета. Так, в фотометрической системе Стремгрена uvbyβ имеется показатель β, который для звезд спектральных классов О и В прямо связан с абсолютной звездной величиной и дает возможность оценивать M_V с точностью около 0^m.5. Для О и В звезд значения β-индекса меняется от ~2.85 для поздних подклассов спектрального класса В до ~2.45 для самых ярких О-звезд и сверхгигантов. Но у этого показателя есть важный недостаток. Дело в том, что у заметного количества ОВ-звезд в спектрах наблюдаются эмиссионные компоненты в линиях поглощения, прежде всего - в водородных линиях. Для звезд с такой эмиссией величина β-индекса уменьшается, что приводит к сильному завышению оценок абсолютной звездной величины. По тригонометрическим параллаксам Hipparcos и звездам рассеянных звездных скоплений Локтин и Бешенов (УрГУ) в 2001 г. установили следующую зависимость между β-индексом и абсолютной звездной величиной: Для звезд более поздних спектральных классов показатель ? уже не является индексом светимости, поскольку интенсивность линии поглощения H_? для холодных звезд зависит в основном от ее температуры. В качестве индекса светимости у них выступает показатель: c₁ = (u-v) - (v-b), который отражает величину бальмеровского скачка, зависящей от ускорения силы тяжести на поверхности звезды.

Абсолютные звездные величины красных гигантов можно вычислять из наблюдаемых показателей цвета фотометрической системы DDO и других специализированных фотометрических систем.

Наиболее надежным фотометрическим методом является совмещение фотометрических диаграмм для рассеянных звездных скоплений, который описан в 7.2.

На основе имеющихся расстояний до рассеянных звездных скоплений и точных тригонометрических параллаксов калибруются методы определения светимостей переменных звезд отдельных типов, для которых существует зависимость период - светимость. Рассмотрим самые важные из них:

• звезды типа δ Cep
• звезды типа δ Sct
• долгопериодические переменные
• звезды типа RR Lyr

Зависимость период - светимость наблюдается также и у звезд типа W Vir .

Как видим, звездная астрономия обладает большим числом методов для определения абсолютных звездных величин звезд, а, значит, и расстояний до звезд и звездных систем, и эти методы продолжают уточняться и развиваться.

Публикации с ключевыми словами: звездная астрономия Публикации со словами: звездная астрономия
См. также: Конференция "Современная звездная астрономия" К 100-летию со дня рождения Петра Григорьевича Куликовского Лекции по Галактической Астрономии. 5–8 Лекции по Галактической Астрономии. 3–4 Лекции по Галактической Астрономии. 1–2 Будущие космические эксперименты и перспективы развития звездной астрономии