Каталог / Звездный градусник
542 задач
ВСОШ Заключительный 2026 9–10 класс теоретическая #затмения#фотометрия и звёздные величины ID 1247

№ 9.4 / 10.4Звездный градусник

В. Б. Игнатьев, М. В. Кузнецов

Перед вами кривая блеска затменно-переменной звезды с круговыми орбитами. Из спектральных наблюдений известно, что одна из звезд системы полностью аналогична Солнцу. Определите температуру второй звезды.

Потемнением диска к краю и эффектом прогрева пренебречь.

Решение

Пусть поток от двойной звезды вне затмения равен 0, поток в главном минимум равен 1, поток во вторичном минимуме равен 2.

В главном минимуме закрывается более горячая звезда. Договоримся, что 1 > 2. Поскольку по условию орбиты звёзд круговые, площадь перекрытия дисков звезд будет одинакова, обозначим её через .

Запишем выражение для потока от двойной звезды в минимумах: 1 = 0 − ∆1, 2 = 0−∆2, где ∆1 и ∆2 — слагаемые, в которых учитывается вклад излучения от площади закрываемой звезды с температурами 1 и 2 соответственно: ∆14 1 /2 , ∆24 2 /2 (расстояние до обеих звёзд считаем одинаковым).

$$\frac{\Delta F_1}{\Delta F_2} = \frac{T_1^4}{T_2^4} = \frac{F_0 - F_1}{F_0 - F_2}.$$

Это выражение можно свести к отношению потоков, и, как следствие, к разнице звездных величин. Разделим и числитель, и знаменатель на 0

$$\frac{1 - F_1/F_0}{1 - F_2/F_0} = \left(\frac{T_1}{T_2}\right)^4$$

Теперь вернемся к графикам, на которых по оси y отложена звездная величина, а не поток. Поэтому нужно провести еще несколько действий. В главном минимуме изменение звездной величины составляет ∆1 = 0.84, во вторичном минимуме — ∆2 = 0.09.

Тогда отношение потоков равно

$$\frac{F_1}{F_0} = 10^{-0.4 \cdot 0.84} = 0.46,$$

$$\frac{F_1}{F_0} = 10^{-0.4 \cdot 0.09} = 0.92.$$

Тогда искомое отношение температур

$$\frac{T_1}{T_2} = \sqrt[4]{\frac{1 - 0.46}{1 - 0.92}} \approx 1.6.$$

Нам неизвестно, какой индекс имеет звезда с массой и температурой Солнца. Возможно, это более горячая, а возможно, это более холодная звезда. Рассмотрим оба варианта.

    1. Звезда типа Солнца более горячая звезда. Тогда вторая звезда будет иметь температуру 3600 К.
    1. Звезда типа Солнца более холодная звезда. Тогда вторая звезда будет иметь температуру 9300 K.
Ответ
    1. Звезда типа Солнца более горячая звезда. Тогда вторая звезда будет иметь температуру 3600 К.
    1. Звезда типа Солнца более холодная звезда. Тогда вторая звезда будет иметь температуру 9300 K.
решение ответ
Предложить правку