пределом Кумара. Единственным долговременным источником энергии менее массивных звезд служит их гравитационное сжатие. Однако в процессе этого сжатия каждая протозвезда проходит короткий этап горения дейтерия. Этот тяжелый изотоп водорода вступает в термоядерную реакцию при более низкой температуре, чем легкий водород, потому что реакция с дейтерием (2D + p → 3He + γ) происходит под действием электромагнитного, а не слабого взаимодействия. Необходимые для этой реакции условия возникают в звездах с массой более 0,013 солнечной (что всего в 14 раз больше массы Юпитера). Но содержание дейтерия в космическом газе ничтожно (0,001 %), сгорает он быстро и слабо влияет на светимость звезды; основным источником ее энергии в этот период все равно остается гравитационное сжатие.
Звезды наименьшей массы, обладающие ядерным источником энергии, очень экономно расходуют запас водорода: например, звезда с массой 0,085 M☉ может поддерживать свою невысокую светимость (около 0,04 % от солнечной) в течение 6000 млрд лет, что в 440 раз больше нынешнего возраста Вселенной! Но коричневые карлики с массой чуть ниже предела Кумара практически лишены ядерной энергии, поэтому после быстрого сгорания дейтерия и остановки гравитационного сжатия они быстро остывают и становятся невидимыми — всего за несколько миллиардов лет. Поэтому в Галактике может быть много холодных и совершенно невидимых коричневых карликов.
ЛУЧЕВАЯ СКОРОСТЬ — проекция вектора скорости объекта на луч зрения наблюдателя; ее считают положительной, если объект удаляется от наблюдателя, и отрицательной, если приближается. Например, измеряя смещение линий в спектрах небесных тел, определяют скорость их приближения или удаления (эффект Доплера), т. е. измеряют компонент скорости, направленный по лучу зрения. Термин «лучевая скорость», как правило, используют астрономы; физики обычно называют ее «радиальной скоростью».
МЕСЯЦ — промежуток времени, близкий к периоду обращения Луны вокруг Земли. В солнечных календарях год делят на календарные месяцы разной продолжительности: в григорианском календаре год состоит из 12 месяцев продолжительностью от 28 до 31 суток, не согласованных с фазами Луны.
Синодический месяц — период смены лунных фаз, который, в частности, служит основой лунных календарей. В среднем равен 29 сут 12 час 44 мин 02,78 с = 29,5305882 сут, но меняется от 29,25 сут до 29,83 сут вследствие эллиптичности лунной орбиты.
Сидерический (т. е. звездный) месяц — промежуток времени, за который Луна совершает оборот вокруг Земли и возвращается в ту же точку небесной сферы относительно звезд; равен периоду вращения Луны (27 сут 07 час 43 мин 11,47 с = 27,321661 сут).
Тропический месяц — период возвращения Луны к той же эклиптической долготе. Это понятие практически не употребляется.
Аномалистический месяц — промежуток времени между последовательными прохождениями Луны через перигей ее орбиты (27,5546 сут).
Драконический месяц — промежуток времени между последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел ее орбиты на эклиптике (27,2122 сут); имеет значение в теории затмений.
МОДЕЛЬ ЗВЕЗДЫ — результат теоретического расчета (как правило, численного) физических условий внутри звезды заданной массы и химического/изотопного состава. Эволюционная модель звезды демонстрирует изменение всех этих характеристик со временем. Модели звезд различаются степенью учета реальных факторов. Простейшие (одномерные) модели представляют звезду как сферически симметричный объект, физические параметры и химический состав в недрах которого изменяются только вдоль радиуса. Двумерные модели учитывают вращение звезды.
Свойства солнечного вещества, определяемые локальными значениями основных параметров. Доля водорода по массе (X) и давление (P) заимствованы у Sears, 1964; коэффициент непрозрачности (ϰ) — у Weymann, 1957; удельная (на единицу массы) скорость генерации энергии (ε) — у Гибсона, 1977.
Распределение основных параметров в модели внутреннего строения современного Солнца, достигшего возраста 4,5 · 109 лет. T и ρ — температура и плотность на расстоянии r от центра, M и L — масса и светимость внутри радиуса r. Начальный химический состав, практически неизменный в течение эволюции за пределами ядра (r > 0,25 R☉), в массовых долях в этой модели составляет: H — 0,708, He — 0,272, тяжелые элементы — 0,020. Плотность и температура в центре: ρc = 158 г/см3 и Tc = 15,7 · 106 K. Стрелки указывают расположение шкал для соответствующих параметров. (По: Sears, 1964.)
Стандартная модель Солнца
(Bahcall J. N. et al. 1982 Rev. Mod. Phys. Vol. 54. P. 767)
Mr и Lr — масса и светимость внутри радиуса r вокруг центра звезды; T, ρ, X и ϰ — температура, плотность, массовая доля водорода и коэффициент непрозрачности на расстоянии r от центра звезды.
Возможен также учет перемешивания вещества, наличия магнитного поля, потери массы в виде звездного ветра с поверхности звезды. Трехмерные модели могут учитывать влияние внешнего источника гравитации и излучения (т. е. влияние близкой соседней звезды).
НЕБЕСНАЯ СФЕРА — воображаемая сфера произвольного радиуса, в центре которой располагается наблюдатель, внутри которой находятся все наблюдаемые небесные объекты и на поверхность которой, с точки зрения наблюдателя, они спроецированы. Небесная сфера применяется в астрономии как вспомогательная математическая поверхность для изучения взаимного расположения и движения космических объектов. Координаты объектов на небесной сфере (например, прямое восхождение и склонение) задаются путем продления линии, проведенной из центра небесной сферы через объект до пересечения с поверхностью сферы.
На небесной сфере выделяют: большие круги (их центры совпадают с центром сферы); малые круги (их центры не лежат в центре сферы); математический горизонт; зенит; надир; точки Юг, Восток, Север и Запад; полюсы мира, небесный экватор и меридиан; эклиптику; точки солнцестояний и равноденствий; суточные параллели — малые круги, параллельные экватору, которые вследствие суточного вращения Земли описывают все небесные светила на небесной сфере.
ПАРАЛЛАКС — видимое смещение более близкого объекта на фоне значительно более далеких при перемещении наблюдателя с одного конца некоторой базы на другой ее конец. Например, перемещение Земли по орбите вызывает заметный годичный параллакс у близких звезд: видимое положение звезды описывает, в общем случае, эллипс вокруг среднего положения звезды.
Параллактический угол объекта (p) равен половине его максимального параллактического смещения, т. е. равен большой полуоси параллактического эллипса. Проще говоря, он равен углу, под которым от объекта виден радиус земной орбиты (1 а. е.). Даже у ближайших звезд значение p < 1″. Если угол параллакса p мал и выражен в радианах, а длина базы, перпендикулярной направлению на объект, составляет B, то расстояние до объекта с большой точностью равно D = B/p. При фиксированной базе сам параллактический угол может служить мерой расстояния до объекта. Поскольку базой годичного параллакса служит расстояние 1 а. е., то, измеряя параллакс в секундах дуги, получим простое выражение для расстояния до звезды в парсеках: D = 1/p. По определению, парсек — это расстояние до объекта, годичный параллакс которого равен секунде дуги; «парсек» = «параллакс» + «секунда».
Параллаксы, определенные по параллактическому смещению светила, называют тригонометрическими. Но часто в виде параллактического угла выражают расстояние до светила, найденное иным, не геометрическим способом. Так появились динамический, спектральный, энергетический, групповой, статистический параллаксы.
Движение наблюдателя, вызванное суточным вращением Земли, вызывает изменение видимого положения близких объектов, располагающихся в пределах Солнечной системы. Угол между направлениями, в которых светило было бы видно из центра Земли и из какой-либо точки на его поверхности, называют суточным параллаксом светила (иногда его называют геоцентрическим параллаксом — geocentric parallax). Из-за вращения Земли суточный параллакс любого светила (кроме находящихся в полюсах мира) для любого наблюдателя (кроме находящихся на полюсах Земли) является функцией времени. Для светила, находящегося в момент наблюдения в зените, суточный параллакс равен нулю. Если светило наблюдается на горизонте, то его суточный параллакс принимает максимальное значение и называется горизонтальным параллаксом. Фактически это угол, под которым от объекта виден радиус Земли. Горизонтальный параллакс у всех тел Солнечной системы невелик: у Луны в среднем 57′, у Солнца 8,794″, у всех планет он меньше 1′.
ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ — повышение температуры поверхности планеты, вызванное тем, что атмосфера прозрачна для приходящего солнечного излучения, но при этом непрозрачна для уходящего с планеты инфракрасного излучения. Температура поверхности растет до тех пор, пока не установится баланс этих тепловых потоков. Источником непрозрачности атмосферы для ИК-излучения обычно служат пары воды (H2O) и двуокись углерода (CO2). Парниковый эффект атмосферы особенно сильно проявляется на Венере, имеющей вследствие этого высокую температуру поверхности (737 K при эффективной температуре планеты около 240 K). Менее сильно парниковый эффект проявляется на Земле, доводя ее среднюю температуру до 288 K при эффективной около 250 K.
РАВНОДЕНСТВИЕ — момент прохождения центра Солнца в его видимом движении по небесной сфере через небесный экватор. Равноденствие происходит 20–21 марта (весеннее равноденствие) и 22–23 сентября (осеннее равноденствие). В это время продолжительность дня и ночи одинакова. Солнце восходит в точке востока и заходит в точке запада.
СОЛНЦЕСТОЯНИЕ