Gwiazdy Zmienne

Prowadzący

Marzena Śniegowska
Aleksandra Hamanowicz

Opis

Gwiazdy zmienne są tylko jednym z rodzajów gwiazd, ale są na tyle ciekawe, że ich budowa oraz "zachowanie" może zainteresować również osoby, które nie miały zbyt dużej styczności z astronomią :)
Wyjaśnimy, jak gwiazdy zmienne pomagają astronomom, jak różnią się między sobą i co z tego wynika.
Można mówić o nich bardzo dużo i bardzo długo, ale będzie w miarę zwięźle i (mamy nadzieję) ciekawie.

Do zrobienia zadań na warsztatach będą wystarczyły materiały i wzory, które umieścimy w skryptach oraz znajomość podstawowych (lub troszkę bardziej skomplikowanych) praw fizycznych.

Jeśli pogoda będzie sprzyjała można zrobić zajęcia obserwacyjne, a następnego dnia na zajęciach policzyć jakieś fajne rzeczy z uzyskanych danych.

Program zajęć

Opowiemy między innymi o:
- krzywych blasku gwiazd
- projekcie OGLE
- zależnościach na diagramie H-R
- rodzajach gwiazd zmiennych

Wspomnimy też o ewolucji gwiazd.

Policzymy:
- zmiany promieni gwiazd pulsujących
- odległości gwiazd
- zmiany jasności gwiazd
- jak najwięcej rzeczy, które będzie można policzyć z danych w zadaniach

Wymagania

Proszę o poczytanie o gwiazdach zmiennych (wikipedia) oraz czym jest diagram H-R i jakie zależności pomiędzy parametrami gwiazd można z niego odczytać (będzie to pomocne przy robieniu zadań).

Wymagane będzie też rozwiązanie zadań kwalifikacyjnych, znajomość materiału z fizyki z programu liceum i chęć do pracy :)

Zadania kwalifikacyjne

1. Oblicz jak zmienia się promień cefeidy, jeżeli zmiana widomej wielkości gwiazdowej wynosi 1^mag, jej temperatura zmienia się od 7500K do 8500K.

2. Oblicz promienie gwiazd (wyrażając je w częściach promienia orbity - a) układzie zaćmieniowym, którego okres wynosi 3 dni , każde z zaćmień 15^h, a zaćmienie całkowite 5^h . Orbita jest kołowa, a każde z zaćmień zachodzi centralnie.

3. Oblicz promienie gwiazd w układzie potrójnym X, Y, Z, gdzie gwiazda Y jest 5 razy jaśniejsza od gwiazdy X, a gwiazda X jest 3 razy jaśniejsza niż gwiazda Z. Widoma wielkość gwiazdowa gwiazdy Z wynosi 4^mag.  Temperatury gwiazd wynoszą:
Gwiazda X       3000K
Gwiazda Y       4000K
Gwiazda Z       5000K
 
a) Jakie są wielkości widome składników X i Y?
b) Ile wynoszą promienie gwiazd X i Z, jeżeli promień gwiazdy Z jest równy promieniowi Słońca?

4. Zmiany natężenia promieniowania obserwowanej z Ziemi zmiennej RR Lyrae wynoszą 2.0×10⁻¹⁵ do 5×10⁻¹⁵ jasności Słońca, a jej okres 0,6 dnia. Oszacuj odległość tej gwiazdy od Słońca.

5. W widmie pewnej nowej klasycznej obserwujemy przesunięcie ku fioletowi linii H_β(λ₂ = 486nm) o Δλ₂ = 4,00nm oraz linii H_γ (λ₃ = 434 nm) o Δλ₃ = 3,6nm.
a) Z jaką prędkością gwiazda odrzuca zewnętrzną materię?
b) O ile przesunęła się ku fioletowi linia H_α (λ₁ = 656nm)?

Zadania powstały w oparciu o:
1. Zbiór zadań rachunkowych z rozwiązaniami. Ewa Bohusz.
2. Zadania z astronomii z rozwiązaniami. Henryk Chrupała, Jerzy M. Kreiner, Marek T. Szczepański

Możecie zrobić zdjęcia (czytelnych) rozwiązań lub wysłać skany.

Powodzenia! :)

Uwagi

WAŻNE: Będę mieć problem z dostępem do internetu (Marzena), ponieważ jestem na warsztatach. Liczcie się z tym, że będę odpisywać z dość dużym opóźnieniem, albo pytania do zadań kierujcie do Oli.

W zadaniu drugim a jest promieniem jednej gwiazdy względem drugiej.

W zadaniach można skorzystać z danych z: ftp://www.astrouw.edu.pl/pub/wd/wyklad/dodatek.pdf możecie też sami poszukać danych (tylko podajcie je na początku zadania).

W zadaniu 4. skorzystajcie z wykresu: http://outreach.atnf.csiro.au/education/senior/astrophysics/images/binvar/plrelnceph.gif

Możecie zapoznać się też z zadaniem 5 z 2009 roku matury rozszerzonej z fizyki (żeby wiedzieć jak wyglądają wykresy).

Warto również zapoznać się z http://www.ptma.ajd.czest.pl/publikacje_elektroniczne/Astronomia_Konrad_Rudnicki.pdf od strony 106-118 (lub z całością)

Jeśli macie pytania do zadań lub jeśli rozwiązaliście zadania kwalifikacyjne: marzena.sniegowska i ahamanowicz na gmailu