Перейти к содержанию

Подборка

Подборки хранятся в этом браузере без учётной записи. Для них нужен включённый JavaScript.

9/10/11.7 ЗВЕЗДНЫЕ СОСЕДИ

АстрономияЗаключительныйКлассы неизвестны2023БлицЕсть решение редакция rv_785c1f9764d0a591 ID p_b440a506f5f50b95

В таблице приведены данные о звездах, расположенных в Галактике недалеко от Солнца: их болометрическая звездная величина при наблюдении с Земли и эффективная температура. Расположите эти звезды в порядке возрастания расстояния от Солнца — от самой близкой до самой далекой. При решении считать, что для этих звезд и Солнца светимость пропорциональна массе в четвертой степени, а радиус — массе в первой степени.

Звезда m b m_{\mathrm{b}} T, K
ΑАльтаир0.88000
Вτ Кита3.35350
Сε Эридана3.45100
D51 Пегаса5.35800
ЕЗвезда Барнарда6.33130

Ответ

Показать ответ

E, C, B, A, D.

Решение

Показать решение

По закону Стефана-Больцмана, светимость звезды L пропорциональна квадрату радиуса и четвертой степени температуры: L ∼ R 2 T 4 L \sim R^2 T^4 . Для приведенных в условии задачи звезд она также пропорциональна массе в четвертой степени L ∼ M 4 L \sim M^4 . Сама же масса пропорциональна радиусу: M ∼ R M \sim R . В итоге, мы имеем:

L ∼ R 4 : L ∼ R 2 T 4. L \sim R^4: \quad L \sim R^2 T^4.

Отсюда мы получаем, что R ∼ T 2 R \sim T^2 и, в конечном итоге L ∼ T 8 L \sim T^8 . Абсолютная болометрическая звездная величина звезды равна

m b 0 = m b S − 20 lg ( T / T S ) m_{\rm b0} = m_{\rm bS} - 20 \lg (T/T_{\rm S})

где T S T_{\rm S} — эффективная температура Солнца (5800 K), m b S m_{\rm bS} — его абсолютная болометрическая звездная величина. Расстояние до звезды в парсеках есть

lg r = 1 + m b − m b 0 5 . \lg r = 1 + \frac{m_b - m_{b0}}{5}.

В данном случае нам даже не нужно вычислять сами расстояния, достаточно определить разности ( m b − m b 0 m_b-m_{b0} ) и расставить звезды в порядке их возрастания. Результаты представлены в таблице. Там же приведены вычисленные в рамках предположений условия задачи и реальные расстояния r C r_{\rm C} до этих звезд.

Звезда m b m_{\mathrm{b}} T, K m b 0 m_{\mathrm{b}0} m b − m b 0 m_{\rm b} - m_{\rm b0} r , пк r C r_{\rm C} , пк
ΑАльтаир0.880001.9-1.16.05.2
Вτ Кита3.353505.4-2.13.83.7
Сε Эридана3.451005.8-2.43.33.2
D51 Пегаса5.358004.70.613.115.0
ЕЗвезда Барнарда6.3313010.1-3.81.81.8

Критерии

Показать критерии

Оценка определяется числом правильных пар в ответе участника аналогично заданию 1.