Как взвешиваются звезды?
Солнце было первой звездой, масса которой была рассчитана учеными. Метод определения массы Солнца довольно прост и включает в себя знание размера орбиты Земли и периода обращения. Зная расстояние между Землей и Солнцем и скорость движения Земли вокруг Солнца, астрономы могут определить силу гравитационного притяжения, которое Солнце оказывает на Землю. Зная силу притяжения Солнца, астрономы могут затем определить, насколько массивно солнце. Солнце примерно в 333 000 раз массивнее Земли. Однако для звезд, которые находятся так далеко, что не взаимодействуют с нашим миром, как астрономы определяют их массу?
Бинарные системы
Хотя Солнце обычно называют типичной звездой, в нем есть одна особенность, которая делает его уникальным среди большинства звезд. А именно, что солнце одиноко, и в окрестностях его нет других звезд. Большинство звезд во Вселенной существуют в группах из двух или более звезд, называемых либо двойными звездными системами, либо множественными звездными системами, либо звездными скоплениями. Подобно тому, как масса Солнца может быть определена по его гравитационному влиянию на планеты, масса звезды может быть определена, если она существует в системе из нескольких звезд. Например, когда две звезды существуют в двойной системе, они будут вращаться вокруг друг друга. Зная размер их орбиты и период обращения, астрономы могут рассчитать их массу во многом таким же образом, как вычисляется масса Солнца. Этот метод хорошо работает для двойных систем, которые находятся близко к нашей солнечной системе, но он становится менее надежным, чем дальше находится система.
Далекие Бинарные Системы
Когда двойная звездная система находится очень далеко, объединенный свет от двух звезд будет казаться единым целым, что делает его похожим на единую звезду, если смотреть с Земли. Чтобы определить массу далеких звезд, астрономы используют спектроскопию. Спектроскопия - это изучение звездного света, при котором спектроскоп расщепляет звездный свет на составляющие его цвета. Анализируя свет звезды, астрономы могут фактически определить, насколько быстро они движутся, анализируя красное смещение этих звезд. Когда звезда движется к нам, излучаемый ею свет будет сжат и смещен в синий цвет, а если она удаляется от нас, излучаемый ею свет будет растянут и смещен в красный цвет. Анализируя свет звезд, астрономы могут определить красное смещение этого звездного света и, в свою очередь, узнать, с какой скоростью движется эта звезда. В двойной системе скорость обеих звезд может быть определена с помощью спектроскопии, и, таким образом, также может быть определена масса звезд.
А как насчет звезд, которые одиноки?
Определить массу звезды, которая находится в одиночестве и не вращается вокруг другой звезды, практически невозможно. Скорее, чтобы оценить их массу, астрономы определяют массу почти идентичных звезд, которые существуют в двойной системе. Звезды одного и того же класса, как правило, имеют очень похожие массы, и поэтому, зная массу одной из них, астрономы могут примерно оценить массу других звезд того же класса.
