Задача 4
Звезда 15тм обращается вокруг темного объекта значительно большей массы по круговой орбите. Гелиоцентрическое собственное движение звезды меняется циклически с периодом 60 лет, при этом его минимальное значение по модулю составляет от 0.030"/год, а максимальное 0.050"/год, направление гелиоцентрического собственного движения при этом остается постоянным. Гелиоцентрическая лучевая скорость колеблется от 10 км/с до 50 км/с тем же периодом, также не меняя направления. Найдите светимость звезды и массу темного объекта. Межзвездное поглощение света не учитывать
Решение
Показать решение
Собственное движение звезды меняется от 0.030"/год до 0.050"/год, сохраняя направление. Из этого мы можем сделать несколько выводов. С учетом круговых орбит мы получаем, что центр масс системы имеет собственное движение 0.040"/год, а орбитальное движение оптической звезды соответствует собственному движению 0.010"/год. Коль скоро собственное движение не меняет направления в ходе орбитального периода, плоскость орбиты звезды содержит как вектор скорости центра масс, так и луч зрения. Из последнего факта мы имеем, что амплитуда изменений лучевой скорости (±20 км/с) равна орбитальной скорости звезды. Лучевая скорость центра масс системы равна 30 км/с, хотя для дальнейшего решения это нам не потребуется.
Зная орбитальную скорость звезды v и период T, мы находим радиус орбиты:
Массу центрального объекта (в массах Солнца) можно найти из III закона Кеплера
Переводя орбитальную скорость звезды (20 км/с) в а.е. в год, мы получаем
Это движение в небе Земли происходит с угловой скоростью 0.010''/год. Таким образом, расстояние в 4.2 а.е. видно с Земли под углом 0.01'', и расстояние до звезды l составляет 420 пк. Теперь мы можем найти абсолютную звездную величину звезды
Она на больше, чем у Солнца, следовательно, светимость звезды есть светимости Солнца.