www.wikidata.uk-ua.nina.az

Розширення спектральної лінії за рахунок обертання зорі Розши рення спектра льної лі нії за раху нок оберта ння зорі мех

Розширення спектральної лінії за рахунок обертання зорі

Розши́рення спектра́льної лі́нії за раху́нок оберта́ння зорі́ — механізм, який дає основний вклад у спостережуване розширення спектральних ліній у спектрах зір та планет.

Вісь обертання зорі нахилена під кутом i до променя зору земного спостерігача. Лінійна швидкість обертання зорі на її екваторі позначається як ve.

Фізичний зміст Редагувати

Під час спостережень зорі ми бачимо лише її поверхневі шари (що відповідають її фотосфері), звідки до нас доходить випромінювання. При осьовому обертанні зорі атоми різних хімічних елементів, що містяться в її фотосфері, обертаються разом із нею. Таким чином, з одного боку видимого диску зорі (розділеного віссю обертання) ці атоми наближаються до спостерігача, а з другого — віддаляються від нього. У формування кожної спектральної лінії роблять внесок атоми, розташовані на всій видимій частині фотосфери. Тому завдяки ефекту Доплера спектральна лінія у спектрі зорі з осьовим обертанням буде розширена за рахунок зсуву довжини хвилі випромінювання: у синій бік за рахунок тих атомів, які наближаються, та у червоний бік — за рахунок атомів, які віддаляються.

Найбільший внесок в утворення кожної лінії дають атоми, що перебувають поблизу центру видимого диску зорі (внаслідок видимості глибших шарів фотосфери). Напрямок руху цієї частини фотосфери буде перпендикулярним променю зору, тому випромінювання цих атомів майже не зазнає Доплерівського зсуву.

Профіль спектральної лінії Редагувати

У результаті симетричного розподілу напрямку та значень швидкості обертання на поверхні зорі профіль спектральної лінії залишається симетричним. Ефект Доплера (за умови максвелівського розподілу швидкостей атомів) дає гаусівський профіль спектральної лінії. Проте в реальних спектрах, де існує також природне розширення лінії, яке надає лінії профілю Лоренца, спостережуваний профіль спектральної лінії являє собою згортку профілю Лоренца та профілю Гаусса, й має назву профіль Фойґта.

Vsin(i) Редагувати

Саме розширення спектральних ліній за рахунок осьового обертання зорі дає можливість вимірювати величину Vsin(i). Вказаний параметр є проєкцією екваторіальної швидкості осьового обертання зорі на промінь зору й вимірюється в км/с. V — це значення швидкості обертання на екваторі зорі, а i — це кут нахилу осі обертання до променя зору. Для того, щоб отримати власне екваторіальну швидкість обертання зорі, необхідно спершу визначити кут i між променем зору та віссю обертання, застосовуючи інші методи. Тому значення параметра Vsin(i) дає змогу оцінити лише нижню межу екваторіальної швидкості обертання, але не саму швидкість.

Оцінювання максимального значення періоду обертання зорі Редагувати

Маючи значення Vsin(i) (у км/с), можна визначити максимальну величину періоду обертання зорі (у днях) через значення її радіусу (вираженого в радіусах Сонця), використовуючи формулу

Для цього припускають, що i=90° й відповідно що екваторіальна швидкість обертання безпосередньо рівна Vsin(i). Проте у переважній більшості випадків таке припущення не є вірним, бо кут i може бути меншим за 90°. Тому екваторіальна швидкість обертання зорі завжди більша або дорівнює значенню Vsin(i) й, відповідно, період осьового обертання завжди менший або дорівнює Pmax.

Стабільність величини Vsin(i) Редагувати

Оскільки спостерігач завжди перебуває на Землі (у випадку наземних спостережень) або в навколоземному космічному просторі (у випадку спостережень з борту космічного телескопа), а зорі є дуже віддаленими об'єктами у космосі, то для кожної окремої зорі кут i залишається практично незмінним у часі (за винятком випадків прецесії чи нутації осі обертання зорі). Хоча екваторіальна швидкість обертання зорі може поступово змінюватися в процесі еволюції зорі, однак протягом тисяч років такі зміни дуже незначні. Відповідно, параметр Vsin(i) для кожної окремої зорі можна вважати практично «постійним».

Спостереження Редагувати

Для зір однакових спекральних класів ширина спектральної лінії пропорційна екваторіальній швидкості обертання зорі.

Разом із тим є зорі, які обертаються не як тверде тіло, а диференційно: коли кутова швидкість обертання більша на екваторі зорі й дещо менша — поблизу полюсів (як приклад — наше Сонце). Для таких зір разом із величинами параметрів Vsin(i) та i слід також знати закон диференційного обертання для того, щоб визначити їхню лінійну швидкість обертання на екваторі. Відомі також випадки диференційного обертання зір, коли кутова швидкість обертання на екваторі зорі менша за кутову швидкість обертання поблизу полюсів[джерело?].

Див. також Редагувати

Джерела Редагувати

  1. Rotational velocities of A-type stars. II. Measurement of vsini in the northern hemisphere, Royer F., Grenier S., Baylac M.-O., Gomez A.E., Zorec J. 2002, Astron. & Astrophys. V.393, p.897
  2. ↑ Фізика космосу, маленька енциклопедія, друге видання за редакцією Р. А. Сюняєва, видавництво «Радянська енциклопедія», Москва 1986 р.

Посилання Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Rozshi rennya spektra lnoyi li niyi za rahu nok oberta nnya zori mehanizm yakij daye osnovnij vklad u sposterezhuvane rozshirennya spektralnih linij u spektrah zir ta planet Vis obertannya zori nahilena pid kutom i do promenya zoru zemnogo sposterigacha Linijna shvidkist obertannya zori na yiyi ekvatori poznachayetsya yak ve Zmist 1 Fizichnij zmist 1 1 Profil spektralnoyi liniyi 2 Vsin i 2 1 Ocinyuvannya maksimalnogo znachennya periodu obertannya zori 2 2 Stabilnist velichini Vsin i 3 Sposterezhennya 4 Div takozh 5 Dzherela 6 PosilannyaFizichnij zmist RedaguvatiPid chas sposterezhen zori mi bachimo lishe yiyi poverhnevi shari sho vidpovidayut yiyi fotosferi zvidki do nas dohodit viprominyuvannya Pri osovomu obertanni zori atomi riznih himichnih elementiv sho mistyatsya v yiyi fotosferi obertayutsya razom iz neyu Takim chinom z odnogo boku vidimogo disku zori rozdilenogo vissyu obertannya ci atomi nablizhayutsya do sposterigacha a z drugogo viddalyayutsya vid nogo U formuvannya kozhnoyi spektralnoyi liniyi roblyat vnesok atomi roztashovani na vsij vidimij chastini fotosferi Tomu zavdyaki efektu Doplera spektralna liniya u spektri zori z osovim obertannyam bude rozshirena za rahunok zsuvu dovzhini hvili viprominyuvannya u sinij bik za rahunok tih atomiv yaki nablizhayutsya ta u chervonij bik za rahunok atomiv yaki viddalyayutsya Najbilshij vnesok v utvorennya kozhnoyi liniyi dayut atomi sho perebuvayut poblizu centru vidimogo disku zori vnaslidok vidimosti glibshih shariv fotosferi Napryamok ruhu ciyeyi chastini fotosferi bude perpendikulyarnim promenyu zoru tomu viprominyuvannya cih atomiv majzhe ne zaznaye Doplerivskogo zsuvu Profil spektralnoyi liniyi Redaguvati Dokladnishe Profil spektralnoyi liniyiU rezultati simetrichnogo rozpodilu napryamku ta znachen shvidkosti obertannya na poverhni zori profil spektralnoyi liniyi zalishayetsya simetrichnim Efekt Doplera za umovi maksvelivskogo rozpodilu shvidkostej atomiv daye gausivskij profil spektralnoyi liniyi Prote v realnih spektrah de isnuye takozh prirodne rozshirennya liniyi yake nadaye liniyi profilyu Lorenca sposterezhuvanij profil spektralnoyi liniyi yavlyaye soboyu zgortku profilyu Lorenca ta profilyu Gaussa j maye nazvu profil Fojgta Vsin i RedaguvatiSame rozshirennya spektralnih linij za rahunok osovogo obertannya zori daye mozhlivist vimiryuvati velichinu Vsin i 1 Vkazanij parametr ye proyekciyeyu ekvatorialnoyi shvidkosti osovogo obertannya zori na promin zoru j vimiryuyetsya v km s V ce znachennya shvidkosti obertannya na ekvatori zori a i ce kut nahilu osi obertannya do promenya zoru Dlya togo shob otrimati vlasne ekvatorialnu shvidkist obertannya zori neobhidno spershu viznachiti kut i mizh promenem zoru ta vissyu obertannya zastosovuyuchi inshi metodi Tomu znachennya parametra Vsin i daye zmogu ociniti lishe nizhnyu mezhu ekvatorialnoyi shvidkosti obertannya ale ne samu shvidkist 2 Ocinyuvannya maksimalnogo znachennya periodu obertannya zori Redaguvati Mayuchi znachennya Vsin i u km s mozhna viznachiti maksimalnu velichinu periodu obertannya zori u dnyah cherez znachennya yiyi radiusu virazhenogo v radiusah Soncya vikoristovuyuchi formulu P m a x 50 613 R V sin i displaystyle P max 50 613 frac R V sin i nbsp Dlya cogo pripuskayut sho i 90 j vidpovidno sho ekvatorialna shvidkist obertannya bezposeredno rivna Vsin i Prote u perevazhnij bilshosti vipadkiv take pripushennya ne ye virnim bo kut i mozhe buti menshim za 90 Tomu ekvatorialna shvidkist obertannya zori zavzhdi bilsha abo dorivnyuye znachennyu Vsin i j vidpovidno period osovogo obertannya zavzhdi menshij abo dorivnyuye Pmax Stabilnist velichini Vsin i Redaguvati Oskilki sposterigach zavzhdi perebuvaye na Zemli u vipadku nazemnih sposterezhen abo v navkolozemnomu kosmichnomu prostori u vipadku sposterezhen z bortu kosmichnogo teleskopa a zori ye duzhe viddalenimi ob yektami u kosmosi to dlya kozhnoyi okremoyi zori kut i zalishayetsya praktichno nezminnim u chasi za vinyatkom vipadkiv precesiyi chi nutaciyi osi obertannya zori Hocha ekvatorialna shvidkist obertannya zori mozhe postupovo zminyuvatisya v procesi evolyuciyi zori odnak protyagom tisyach rokiv taki zmini duzhe neznachni 2 Vidpovidno parametr Vsin i dlya kozhnoyi okremoyi zori mozhna vvazhati praktichno postijnim Sposterezhennya RedaguvatiDlya zir odnakovih spekralnih klasiv shirina spektralnoyi liniyi proporcijna ekvatorialnij shvidkosti obertannya zori 2 Razom iz tim ye zori yaki obertayutsya ne yak tverde tilo a diferencijno koli kutova shvidkist obertannya bilsha na ekvatori zori j desho mensha poblizu polyusiv yak priklad nashe Sonce Dlya takih zir razom iz velichinami parametriv Vsin i ta i slid takozh znati zakon diferencijnogo obertannya dlya togo shob viznachiti yihnyu linijnu shvidkist obertannya na ekvatori Vidomi takozh vipadki diferencijnogo obertannya zir koli kutova shvidkist obertannya na ekvatori zori mensha za kutovu shvidkist obertannya poblizu polyusiv dzherelo Div takozh RedaguvatiEfekt Doplera Promeneva shvidkist Spektralnij analiz zirDzherela Redaguvati Rotational velocities of A type stars II Measurement of vsini in the northern hemisphere Royer F Grenier S Baylac M O Gomez A E Zorec J 2002 Astron amp Astrophys V 393 p 897 a b v Fizika kosmosu malenka enciklopediya druge vidannya za redakciyeyu R A Syunyayeva vidavnictvo Radyanska enciklopediya Moskva 1986 r Posilannya RedaguvatiDovgotrivala zminnist emisijnih spektriv Be zir riznih tipiv ukrayinskoyu ROTATIONAL VELOCITIES FOR EARLY TYPE STARS IN THE YOUNG LARGE MAGELLANIC CLOUD CLUSTER R136 anglijskoyu Rotational Velocities and Radii of Pre Main Sequence Stars in the Orion Nebula Cluster anglijskoyu Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Rozshirennya spektralnoyi liniyi za rahunok obertannya zori amp oldid 40471545