Цефеиды

Пульсирующие переменные звезды, блеск которых плавно и периодически меняется, называются цефеидами. Название происходит от звезды дельта (δ) созвездия Цефея - одной из наиболее типичных для данного класса. Эту звезду легко найти на небе. Внимательно наблюдая ее в течение одной-двух недель, можно заметить, что блеск звезды периодически меняется. Изменения блеска носят правильный характер, они точно повторяются через каждый 5 дней и 8 ч. Видимая звездная величина колеблется между 4 и 5. Если построить кривую блеска, представляющую собой зависимость видимой звездной величины от времени, то легко обнаружить, что блеск звезды возрастает быстрее, чем убывает. Спектральные наблюдения показывают изменения лучевых скоростей и спектрального класса. Меняется также цвет звезды. Все это говорит о том, что в звезде происходят глубокие изменения общего характера. Причиной таких изменений, согласно современным представлениям, являются пульсации внешних слоев звезды. Происходит поочередное сжатие и расширение под действием двух противоборствующих сил: силы притяжения к центру звезды и силы газового давления, выталкивающей вещество наружу. Движение поверхности при пульсациях то к нам, то от нас создает колебания лучевой скорости. Спектральный класс в максимуме блеска становится более ранним. Колебания радиуса в процессе пульсаций обычно достигают 10-15%, а колебания температуры - несколько сотен градусов. Светимость в среднем меняется на одну звездную величину. Самая маленькая амплитуда колебаний светимости (0,14) у Полярной звезды - одной из наиболее близких к нам цефеид. Очень важной характеристикой цефеид является период. Для каждой данной звезды он постоянен с большой точностью. Известны цефеиды с различными периодами изменения их блеска - от суток до нескольких десятков суток. Цефеиды - это звезды-гиганты с большой светимостью (тысячи и десятки тысяч светимостей Солнца).

Но самое замечательное состоит в том, что между светимостью и периодом у цефеид существует зависимость: чем больше период изменения блеска цефеиды, тем больше ее светимость. Таким образом, по известному из наблюдений периоду можно определить светимость и абсолютную звездную величину звезды: сравнивая ее с наблюдаемой видимой звездной величиной, можно определить расстояние до цефеиды.

Такое свойство цефеид делает их как бы маяками Вселенной. Поскольку светимость цефеид очень велика, они видны на огромных расстояниях. Их наблюдают даже в других галактиках, определяя таким образом расстояния до этих галактик. Обнаружив цефеиды в Туманности Андромеды в 20-х гг. XX в. и определив расстояние до них, астрономы окончательно доказали, что наша Галактика не единственная звездная система, а лишь одна из многих. Цефеиды помогают также в определении размеров и формы нашей Галактики.