우주론-세 페이드 변수

오랫동안, 아무도 우리 은하수 밖에있는 은하계를 생각하지 않았습니다. 1924 년 Edwin Hubble은Cepheid’s안드로메다 성운에서 거리를 추정했습니다. 그는이 "나선형 성운"이 사실 우리 은하수의 일부가 아니라 다른 은하들이라고 결론지었습니다. 따라서 그는 M31 (안드로메다 은하)이 섬 우주라는 것을 확립했습니다. 이것은의 탄생이었습니다Extragalactic Astronomy.

Cepheid의 쇼 periodic dip in their brightness. 관찰 결과 맥동주기라고하는 연속적인 딥 사이의 기간은 광도와 관련이 있습니다. 따라서 거리 표시기로 사용할 수 있습니다. 태양과 같은 주 계열성들은 정 역학적 평형 상태에 있으며 핵에서 수소를 태 웁니다. 수소가 완전히 연소 된 후 별은 적색 거성 단계로 이동하여 평형을 되 찾으려고합니다.

세 페이드 별은 메인 시퀀스 별에서 레드 자이언트로 이동하는 포스트 메인 시퀀스 별입니다.

세 페이드의 분류

이 맥동하는 변광성에는 3 가지 등급이 있습니다.

  • Type-I Cepheids (또는 Classical Cepheids)-30-100 일의 기간.

  • Type-II Cepheids (또는 W Virginis Stars)-1-50 일 기간.

  • RR Lyrae Stars − 0.1-1 일의 기간.

당시 허블은 변광성의 이러한 분류를 인식하지 못했습니다. 그래서 허블 상수가 과대 평가 된 것인데, 그 때문에 그는 우리 우주의 나이가 더 낮다고 추정했습니다. 따라서 경기 침체 속도도 과대 평가되었습니다. Cepheid의 경우, 교란은 새로운 평형에 도달 할 때까지 별의 중심에서 바깥쪽으로 방사형으로 전파됩니다.

밝기와 맥동 기간의 관계

이제 더 높은 맥동주기가 더 많은 밝기를 의미한다는 사실의 물리적 근거를 이해하려고 노력합시다. 광도 L과 질량 M의 별을 고려하십시오.

우리는 알고 있습니다.

$$ L \ propto M ^ \ alpha $$

여기서 α = 저 질량 별의 경우 3-4.

로부터 Stefan Boltzmann Law, 우리는 알고 있습니다-

$$ L \ propto R ^ 2 T ^ 4 $$

만약 R 반경이고 $ c_s $는 소리의 속도이고 맥동의주기입니다. P 다음과 같이 쓸 수 있습니다-

$$ P = R / c_s $$

그러나 모든 매체를 통과하는 소리의 속도는 온도로 표현할 수 있습니다.

$$ c_s = \ sqrt {\ frac {\ gamma P} {\ rho}} $$

여기, γ 등온의 경우 1입니다.

이상 기체의 경우 P = nkT, 여기서 k는 Boltzmann Constant. 그래서 우리는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

$$ P = \ frac {\ rho kT} {m} $$

여기서 $ \ rho $는 밀도이고 m 양성자의 질량입니다.

따라서 기간은-

$$ P \ cong \ frac {Rm ^ {\ frac {1} {2}}} {(kT) ^ {{\ frac {1} {2}}}} $$

Virial Theorem 동일한 질량 물체 (예 : 별, 은하)의 안정적이고 자기 중력 적이며 구형 분포의 경우 총 운동 에너지 k 물체의 총 중력 위치 에너지의 절반을 뺀 것과 같습니다. u즉,

$$ u = -2k $$

이 변광성에 대해 비 리얼 정리가 참이라고 가정합시다. 우리가 별의 표면에있는 양성자를 고려한다면, virial 정리에서 우리는 다음과 같이 말할 수 있습니다.

$$ \ frac {GMm} {R} = mv ^ 2 $$

Maxwell 배포판에서

$$ v = \ sqrt {\ frac {3kT} {2}} $$

따라서 기간-

$$ P \ sim \ frac {RR ^ {\ frac {1} {2}}} {(GM) ^ {\ frac {1} {2}}} $$

의미하는

$$ P \ propto \ frac {R ^ {\ frac {3} {2}}} {M ^ {\ frac {1} {2}}} $$

-$ M \ propto L ^ {1 / \ alpha} $

또한 $ R \ propto L ^ {1/2} $

그래서 β > 0, 마침내 – $ P \ propto L ^ \ beta $

기억해야 할 사항

  • 세 페이드 별은 메인 시퀀스 별에서 레드 자이언트로 이동하는 포스트 메인 시퀀스 별입니다.

  • 세 페이드는 맥동주기의 내림차순으로 Type-I, Type-II, RR-Lyrae의 3 가지 유형이 있습니다.

  • 세 페이드의 맥동주기는 밝기 (광도)에 정비례합니다.