Книга Очерки о Вселенной - Борис Александрович Воронцов-Вельяминов

звезд Спектральный класс Цвет Температура в градусах Вещества, линии которые в данном классе достигают своей наибольшей интенсивности Типичные яркие звезды О5 Голубоватый 30000 Ионизованный гелий - В0 Белый 20000 Гелий β Ю. Креста А0 Белый 10000 Водород Сириус, Вега F0 Желтоватый 8000 Ионизованные металлы Канопус G0 Желтый 6000 Нейтральные металлы Капелла, Солнце К0 Оранжевый 4500 Присутствуют слабые полосы окиси титана Арктур М0 Красный 3000 Сильные полосы окиси титана главенствуют Антарес

Для запоминания порядка спектральной последовательности, очень нужного, можно запомнить фразу, в которой первые буквы слов идут в этой последовательности, например:

«Один бритый англичанин финики жевал, как морковь».

Любопытно, что чем подобная фраза нелепее, тем она лучше запоминается.

Если вы предпочитаете другую фразу, придумайте ее сами, но, вероятно, еще прежде, чем это вам удастся, необходимость в ней отпадет, так как к этому времени вы уже запомните порядок букв. Он не соответствует алфавитному по случайным причинам.

Заметим, что среди холодных красных звезд, кроме класса М, есть две другие разновидности. В спектре одних вместо полос молекулярного поглощения окиси титана характерны полосы окиси углерода и циана (в спектрах, обозначаемых буквами R и N), а среди других характерны полосы окиси циркония (класс S).

В спектре каждой звезды есть множество линий разных химических элементов, но в таблице отмечены лишь наиболее характерные.

Из чего состоят звезды и почему у них паспорта разные?

Различие спектров — звездных паспортов — известно давно и получило правильное объяснение в 30-х годах нашего века на основе теории ионизации газов. Было доказано, что это различие зависит в основном не от различия химического состава их атмосфер, который у всех звезд почти одинаков, а от различия их температур. Так, при сравнительно низкой температуре звезд классов К и М или солнечных пятен могут существовать стойкие химические соединения, например, окись титана. В более горячей звезде окись титана распадется на составные части — титан и кислород. В ее атмосфере атомы металлов, легко возбуждаемые и охотно поглощающие свет фотосферы, будут играть главную роль в поглощении и больше всего проявят себя в спектре. Если звезда еще горячее, то атомы металлов ионизуются в ней и дают уже другие линии в спектре.

У еще более горячей звезды атомы металлов теряют уже не один электрон, а больше, и линии их спектра переходят в невидимую нам ультрафиолетовую часть спектра, предоставляя место для назойливого выпячивания водородных линий. Водородные атомы возбуждаются в большем числе и поглощают свет фотосферы (и производят этим темные линии в спектре) при этой более высокой температуре более интенсивно.

Химический состав атмосфер звезд и Солнца по исследованиям Рессела (США), Унзольда (Германия) и других в основном почти одинаков и близок к химическому составу земной коры не только качественно, но и количественно, за исключением того, что в земной атмосфере нет заметных количеств водорода и гелия. Число атомов разного сорта в звездных атмосферах удалось теперь определить по интенсивности производимых ими темных линий в спектре, на основе теории спектров атомов и из лабораторных опытов по определению поглощательной способности различных газов и паров. Различия в химическом составе звездных атмосфер все же есть, они проявляются, например, в различии спектров звезд классов М и N и у горячих звезд типа Вольфа — Райе.

В следующей табличке даны логарифмы среднего числа атомов в столбе атмосфер сечением 1 см2 для звезд и Солнца по сравнению с такими же, но относительными данными для Земли и метеоритов. (Надо помнить, что различие в логарифмах на 2 соответствует различию в числах в 100 раз и т. д.)

Все эти данные не вполне точны, но мы видим, что атомосферы звезд-солнц не только состоят из тех же химических элементов, что и земная кора, но и относительное содержание каждого из них в Земле и в звездах очень сходно, за исключением того, что в звездах и Солнце водорода и гелия гораздо больше.

Любопытно в связи с этим вспомнить, что философ Огюст Конт, позитивист и приверженец идеализма, накануне открытия спектрального анализа утверждал, что человек никогда не зрнает химического состава звезд.

Сравнительное изобилие химических элементов в атмосферах разных солнц, включая наше, в земной коре и в каменных метеоритах - Звезды Солнце Земная кора Каменные метеориты Водород 11,4 11,5 8,3 6,9 Гелий 10,2 10,2 0 0 Углерод 6,4 7,4 6,3 6,1 Кислород 8,0 9,0 8,5 8,4 Натрий 7,1 7,2 7,3 6,4 Магний 7,5 7,8 7,2 7,7 Алюминий 6,9 6,4 7,8 6,8 Кремний 7,5 7,3 8,2 7,8 Калий 5,3 6,8 7,1 5,6 Калий 5,3 6,8 7,1 5,6 Кальций 6,7 6,7 7,2 6,5 Титан 6,0 5,2 6,4 5,3 Ванадий 4,9 5,0 5,2 ? Хром 5,8 5,7