Жылдыздын массасын кантип аныктоо керек
Ааламды изилдөө адамзаттын эң кызыктуу аракеттеринин бири. Космосту түшүнүүбүздүн маанилүү элементи - жылдыздардын массасын же салмагын билүү. Жылдыздардын массасын аныктоо астрофизиканын көптөгөн аспектилери, мисалы, жылдыздардын жана галактикалардын эволюциясы, планеталардын пайда болушу жана башкалар үчүн маанилүү.
Жылдыздын массасын аныктоо татаал илимий ыкмаларды колдонууну талап кылат, анткени биз жылдыздарды түз таразалай албайбыз. Бул процесс байкоо жүргүзүүнү, талдоону жана физикалык теорияны камтыйт. Бул макалада астрономдор жылдыздын массасын аныктоо үчүн колдонгон негизги ыкмалардын айрымдары түшүндүрүлөт.
Жылдыздардын массасын аныктоо ыкмалары
1. Ньютондун тартылуу күчү мыйзамы
Жылдыздын массасын аныктоонун эң негизги ыкмаларынын бири - Ньютондун тартылуу мыйзамы. Жылдыздар кош жылдыз системасында болгондо (бири-биринин айланасында айланган эки жылдыз), биз алардын орбиталык кыймылын талдап, Ньютондун тартылуу мыйзамын колдонуп, алардын массасын эсептей алабыз.
Эгерде биз экилик системаны байкасак, анда Кеплердин үчүнчү мыйзамын колдонуп, орбиталык мезгилди жана эки жылдыздын ортосундагы аралыкты эсептей алабыз, ал төмөнкүдөй туюнтулат:
\[ P^2 \propto \frac{a^3}{M_1 + M_2} \]
мында \(P \) орбиталык мезгил, \(a \) жарым чоң аралык, ал эми \(M_1 \) жана \(M_2 \) айланып жүргөн эки жылдыздын массалары болсо, биз эки жылдыздын массаларынын суммасын таба алабыз. Спектрдик байкоолор сыяктуу кошумча билимдер менен биз эки жылдыздын ортосундагы массанын бөлүштүрүлүшүн баалай алабыз.
Жогоруда айтылгандай, Кеплердин үчүнчү закону экилик системалардагы жылдыздардын массаларын аныктоодо маанилүү курал болуп саналат. Бул закондо масса борборун айланып жүргөн объекттин орбиталык мезгилинин квадраты (P) анын ошол масса борборунан орточо алыстыгынын кубуна (a) пропорционалдуу экени айтылат.
Математикалык формада:
\[ P^2 = \frac{4 \pi^2}{G (M_1 + M_2)} a^3 \]
ди мана:
– \( P \) - орбиталык мезгил
– \( a \) орбитанын жарым радиусуна чейинки аралыгы
– \( G \) – универсалдуу гравитациялык туруктуу
– \( M_1 \) жана \( M_2 \) эки нерсенин массалары
Бул мыйзам кош жылдыздарды байкоодо абдан пайдалуу, анткени ал бизге жылдыздын массасын орбиталык мезгилден жана эки жылдыздын орбиталарынын өлчөмүнөн аныктоого мүмкүндүк берет.
3. Спектроскопия жана Доплер эффектиси
Жылдыздын массасын аныктоонун дагы бир ыкмасы - спектроскопиялык байкоолор. Эки жылдыз системасындагы жылдыз же планета бизге карай же алыстаганда, биз алган жарыктын толкун узундугу өзгөрөт. Бул кубулуш Допплер эффектиси деп аталат.
Жылдыздын спектриндеги Допплердин жылышуусун талдоо менен, биз анын радиалдык ылдамдыгын аныктай алабыз. Бул маалымат менен жана орбиталык мезгилди билүү менен, биз Кеплердин үчүнчү мыйзамын колдонуп, жылдыздын массасын эсептей алабыз. Бул ыкма түздөн-түз байкоого мүмкүн болбогон (спектроскопиялык кош жылдыздар) кош жылдыз системаларын кошо алганда, кош жылдыз системаларынын көптөгөн түрлөрүнө колдонулат.
4. Теориялык моделдер жана жылдыздардын эволюциясы
Кыйыр ыкма жылдыздардын эволюциясынын теориялык моделдерин колдонууну камтыйт. Астрономдор жылдыздын бетинин температурасы, жарыктыгы (ал чыгарган жарык) жана химиялык курамы сыяктуу маалыматтарды камтыган компьютердик моделдерди колдонушат.
Жылдыздардын эволюция теориясынан алынган моделдерди бириктирип, аларды байкоолор менен дал келтирүү менен, биз жылдыздын жашоосунун ар кандай этаптарындагы массасын баалай алабыз. Бул моделдер жылдыздын ичинде ядролук синтез жана энергия ташуу процесстерин сүрөттөө үчүн татаал дифференциалдык теңдемелерди камтыган абдан татаал болушу мүмкүн.
5. Астросейсмология
Астросейсмология - жылдыздын термелүүлөрүн изилдөөчү илим, ал жылдыздын ички түзүлүшү жөнүндө түз маалымат бере алат . Жылдыз термелген учурда, ичинен чыккан басым жана гравитациялык толкундар жылдыздын массасы жана ички курамы жөнүндө маалымат бере алат.
Космостук телескоптор сыяктуу өтө сезгич аспаптар менен жүргүзүлгөн байкоолор астрономдорго термелүүлөрдүн жыштыгын өлчөөгө жана жылдыздын түзүлүшүн жана массасын түшүнүү үчүн аларды талдоого мүмкүндүк берет.
6. Транзиттик ыкма жана гравитациялык микролинзалоо
Айрым учурларда, планетанын жылдыздын алдынан өтүшү же өтүшү жылдыздын массасы жөнүндө маалымат бере алат. Планета биз менен жылдыздын ортосунан өткөндө, жарыктыгынын бир аз төмөндөшүнө алып келет. Бул схеманы жана так өлчөнгөн өтүү убактысын колдонуп, астрономдор жылдыздын массасын жана анын массасын абдан так аныктай алышат.
Гравитациялык микролинзалоо – бул фондук жылдыздан келген жарыктын алдыңкы пландагы жылдыздын тартылуу күчү менен ийилген кубулушу, ал линза сыяктуу иштейт. Бул кубулушту жарыктын ийилүү схемасын талдоо менен жылдыздын массасын аныктоо үчүн колдонсо болот.
7. Параллакс өлчөө жана динамикалык ыкма
Параллакс өлчөөлөрү жылдызга чейинки абдан так аралыкты камсыз кылат. Аралыкты билүү бизге жылдыздын чыныгы жарыктыгын аныктоого мүмкүндүк берет. Башка түз байкоолор жана жылдыз физикасы теориясы менен айкалышканда, биз жылдыздын массасын баалай алабыз.
Дагы бир динамикалык ыкма жылдыз топтомдорунун же галактикалардын ичиндеги жылдыздардын кыймылын байкоону камтыйт. Жылдыз топтомунун же галактиканын ичиндеги ылдамдыкты жана массанын бөлүштүрүлүшүн байкоо менен биз жеке жылдыздардын массасын баалай алабыз.
Корутунду
Жылдыздын массасын аныктоо татаал милдет болуп саналат жана ар кандай татаал илимий ыкмаларды талап кылат. Тартылуу күчүнүн негизги мыйзамдарынан баштап заманбап спектроскопиялык ыкмаларга чейин, ар бир ыкма жылдыздардын массасын жана эволюциясын түшүнүүгө жардам берүүчү маалыматтарды берет.
Технологиянын өнүгүшү жана телескоптордун барган сайын татаалдашып баратышы менен биз аалам жөнүндөгү түшүнүгүбүздү байыткан жаңы маалыматтарды тынымсыз алып жатабыз . Жылдыздардын массасы - галактикалардын түзүлүшүнөн баштап, башка планеталарда жашоо мүмкүнчүлүгүнө чейин баарын түшүнүүгө жардам берген негизги параметр.
Жылдыздын массасын жакшыраак түшүнүү бизге анын жашын баалоого, анын акыркы тагдырын (мисалы, ал кара тешикке, нейтрон жылдызына же ак эргежээлге айланабы) аныктоого жана башка көптөгөн нерселерге мүмкүндүк берет. Ошентип, жылдыздын массасын аныктоо астрономия жана астрофизикадагы маанилүү кадам болуп саналат.
