<<
>>

СПЕКТРОГРАФ В КАЧЕСТВЕ СПИДОМЕТРА

Спектограф выявляет не только состав звезд, но также и их скорости в направлении к наблюдателю или от него. Чтобы понять, каким образом спектрограф может действовать как спидометр, читателю следует припомнить пронзительный свист, который возвещает о приближении скорого поезда, и внезапный переход к низкому гудку, который сопровождает его проход мимо и удаление.

Свист--это звуковые волны определенной частоты и длины, а от числа воли в секунду, которое попадает в ухо, зависит высота звука. Когда поезд быстро движется по направлению к приемнику звука, то отдельные волны как бы подгоняют друг друга, и в этом случае в ухо в каждую секунду попадает большее число волн. Увеличение числа колебаний в секунду воспринимается ухом как повышение высоты тона. Наоборот, когда поезд удаляется, звуковые волны, как бы отставая, растягиваются, и в секунду в ухо их попадает меньше, что ощущается как падение высоты тона.

Если свет распространяется волновым движением, то следует ожидать, как было указано Христианом Доплером в 1842 г., аналогичного эффекта. Предположим, источник испускает свет определенной частоты, свет этот проходит через спектрограф и выглядит как спектральная линия. Положение линии определяется длиной волны. Но если источник света мчится к наблюдателю, световые волны достигают спектрографа с большей частотой и длина волны кажется более короткой. Следовательно, спектральная линия сдвигается со своего обычного положения в фиолетовую сторону. А если источник света удаляется, то линия смещается к красному концу. Величина смещения, которую на-


зывают доплеровским сдвигом, связана со скоростью ист тика света равенством

(Безразлично, движется источник света или наблюдатель: существенна скорость, с которой они оба сближаются или удаляются друг от друга.) Скорость света равна 300 000 км/с, поэтому, например, если источник света удаляется со скоростью 30 км/с, то положение линии 5000 А изменяется на 0,5 А величину, которая легко фиксируется.

Чтобы измерить скорость звезды, на фотографическую пластинку по обе стороны от звездного спектра в качестве системы отсчета впечатывают спектральные линии какого-либо лабораторного источника, например железа, титана или гелия, которые служат для измерения положений звездных линий. Затем астроном определяет в долях ангстрема смещения звездных линий по отношению к линиям спектра сравнения. По этим смещениям он вычисляет скорость звезды. Таким образом, спектрограф дает лучевую скорость, т. е. скорость движения звезды по лучу зрения, тогда как смещение звезды на небесной сфере определяет ее скорость под прямым углом к лучу зрения. Две этих компоненты в совокупности полностью определяют направление и скорость движения звезды относительно Земли. На рис. 20 показано, как лучевая скорость звезды создает сдвиг в положениях спектральных линий. Особое внимание измерениям лучевых скоростей уделяют на обсерваториях Ликской, Маупт Вил- сон, Виктория и Йерксской.

Спектрограф в качестве спидометра имеет также важное применение при исследованиях орбитальных движений двойных

звезд. Компоненты многих двойных звезд настолько близки друг к другу, что их нельзя разрешить, т. е. увидеть раздельно при прямых наблюдениях. Однако если плоскость орбиты хотя бы немного наклонена к направлению луча зрения, то каждая звезда, по мере того как она обращается вокруг своего компаньона, кажется то приближающейся, то удаляющейся. Если обе эти звезды имеют почти одинаковый блеск, то периодически в спектре видно удвоение линий, когда одна звезда приближается, а другая удаляется. Однако обычно одна из звезд настолько ярче другой, что виден только один спектр, но так как скорость звезды по отношению к наблюдателю меняется, то линии спектра совершают колебания туда и обратно. Звезды, двойственность которых распознается по их спектру, называют спектральными двойными. Мицар — звезда, видимая в изгибе ручки ковша Большой Медведицы, была первой звездой такого рода, открытой Пикерингом в 1889 г. С тех пор обнаружено несколько сотен других подобных объектов. Каталог Мур и Ней- бауэр (Ликская обсерватория) содержит орбиты свыше 500 спектральных двойных, а каталог Бэттена насчитывает 700 таких объектов, причем многие из них открыты совсем недавно. 

<< | >>
Источник: А. Аллер. АТОМЫ, ЗВЕЗДЫ И ТУМАННОСТИ. 1976

Еще по теме СПЕКТРОГРАФ В КАЧЕСТВЕ СПИДОМЕТРА:

  1. СПЕКТРОГРАФ В КАЧЕСТВЕ СПИДОМЕТРА