Цефеиды – главные индикаторы расстояний

1. Цефеиды – главные индикаторы расстояний Бердников Л.Н., ГАИШ МГУ

2. Цефеиды – желтые пульсирующие сверхгиганты. • Во время пульсаций меняется размер и температура поверхности, что приводит к изменению блеска звезды с периодом, равным периоду пульсаций. • В нашей Галактике найдено около 700 цефеид с периодами от 1 до 68 дней. η Aql и δ Cep - первые цефеиды с периодами 7.177 и 5.366 дней соответственно – были открыты в 1783 и 1784 г.г. Кривые изменения блеска асимметричны - поярчания происходят значительно быстрее, чем ослабления.

3. ЗАВИСИМОСТЬ ПЕРИОД-СВЕТИМОСТЬ M= a٠lg P + b, где M средняя абсолютная звездная величина цефеиды,aиbнаклон и нуль-пункт зависимости соответственно. Значения коэффициентов aиbзависят от спектрального диапазона, например, в визуальной области спектра a2.87 и b1.01. Первая зависимость период-светимость, построенная Ливитт в 1912 г. по цефеидам ММО. По вертикальной оси отложена фотографическая звездная величина, а по горизонтальной – логарифм периода. Верхний график построен для максимального блеска цефеид, а нижний – для минимального.

4. РАССТОЯНИЕ ЦЕФЕИДЫ Согласно определению, абсолютная звездная величина записывается выражением: M = m + 5 – 5 lg r, откуда получаем простую формулу для вычисления расстояния данной цефеиды: lg r = 0.2 (m –M + 5), гдеm – средний видимый блеск, а средняя абсолютная звездная величина Mвычисляется по зависимости период-светимость, т.е. lg r = 0.2 (m – (a٠lg P + b) + 5). Таким образом, для определения расстояния любой цефеиды достаточно определить из наблюдений ее средний блеск mи период изменения блеска P.

5. Благодаря зависимости период-светимость, цефеиды стали играть важнейшую роль в астрономии: по сравнению с другими объектами, они дают наилучший способ определения расстояний до них, а значит – и до любой галактики, где их удается обнаружить. Открытие цефеид в M31, M33 иNGC6822 позволило Хабблу в 1926-1927г.г. определить расстояние этих галактик и окончательно доказать их внегалактическую природу. Таким образом, именно цефеиды переместили наше Солнце из центра единственной гигантской звездной системы Млечного Пути (как считалось в начале 20 века) на окраину одной из бесчисленного множества таких систем.

6. С апреля 1990 г. на орбите работает космический телескоп имени Хаббла, программой наивысшего приоритета которого объявлена программа поиска цефеид в скоплении галактик в Деве для уточнения расстояния этого скопления. Эти расстояния используются затем для определения постоянной Хаббла, которая является ключом для решения вопроса о прошлом и будущем Вселенной.

7. Проблемыопределения расстояний цефеид • Межзвездное поглощение света. • Калибровка зависимости период-светимость.

8. Межзвездное поглощение света lg r = 0.2 (m – А – (a•lg P + b) + 5), A=E•R, где A– поглощение, E – избыток цвета,R – отношение полного поглощения к селективному. В визуальной области спектра Av=EB-V •3.26, в инфракрасной области спектра AK=EB-V •0.27,

9. Калибровка зависимости период-светимость M= a٠lg P + b наклон aопределяется по цефеидам МО, а нуль-пункт b - по цефеидам Галактики: - статистический параллакс; - цефеиды рассеяных скоплений.

10. Определение нуль-пункта по цефеидам рассеяных скоплений Галактики

11. Определение наклона и нуль-пункта зависимости период-светимость в фильтрах BVRCRICIJHK по 9 цефеидам – членам семи рассеянных скоплений Галактики Пунктирные линии – наклон по цефеидам БМО

12. Распределение 467 цефеид в Галактике

13. Распределение цефеид в окрестности Солнца

14. Группировки цефеид в Галактике

15. Распределение группировок цефеид по размеру Распределение 89 групп первого уровня. Средний размер - 176 пк Распределение42комплексов. Средний размер -700пк