ВСОШ Региональный
2011
11 класс
теоретическая
ID 717
№ 11.4Задача 11.4
- 4. Условие. Двойная звезда состоит из одинаковых компонент солнечного типа, обращающихся по круговой орбите вокруг общего центра масс. Система является затменной переменной, а линия водорода Нα (6563 Å) каждые 5 лет сначала раздваивается на 1.0 Å, а потом вновь сливается воедино. Чему равно расстояние между звездами?
- 4. Решение. Так как система является затменной переменной, звезды периодически оказываются на одном луче зрения одна за другой. При этом звезды не являются гигантами, а система не тесная (на это указывает период спектральных изменений). Следовательно, плоскость орбит звезд образует малый угол с лучом зрения. Во время затмений звезды будут иметь равные лучевые скорости относительно Земли, и линии от обеих звезд в спектре системы сольются воедино. Однако, через четверть орбитального периода одна из звезд будет двигаться с орбитальной скоростью v в сторону Земли, а другая с той же скоростью от Земли. Разница их лучевых скоростей составит 2v. Разница наблюдаемых длин волн линии Н $\alpha$ в спектрах звезд составит
$$\Delta \lambda = \lambda \cdot (1 + \frac{v}{c}) - \lambda \cdot (1 - \frac{v}{c}) = \lambda \cdot \frac{2v}{c}.$$
Решение
Здесь $\lambda$ — длина волны линии Н $\alpha$ , c — скорость света. Отсюда можно вычислить орбитальную скорость звезд:
$$v = c \frac{\Delta \lambda}{2\lambda},$$
что составляет 23 км/с. Максимальное расхождение линий наблюдается дважды за орбитальный период T, который, таким образом, составляет 10 лет. Радиус орбиты каждой из звезд составляет
$$R = \frac{v \cdot T}{2\pi} = 7.7 \ a.e.$$
Расстояние между звездами есть удвоенная величина радиуса — около 15 а.е. Система действительно не является тесной, расстояние между звездами значительно больше их размеров.
Ответ
около 15 а.е.
решение
ответ
Предложить правку