Реферат на тему: «новые и сверхновые звёзды» — описание, характеристика и процесс образования

Маяки Вселенной — цефеиды

Периодические изменения блеска наблюдаются не только у алголей, но и у других звезд, называемых переменными. Среди них особенно упорно сопротивлялись попыткам разгадать их природу цефеиды, названные так по типичной своей представительнице 6 Цефея. Строго периодически, с периодом в 5 дней 10 часов 48 минут, ее блеск сначала увеличивается на 0,75 звездной величины, а затем более медленно ослабевает. Выяснилось также, что по мере приближения к максимуму блеска спектр звезды становится все более ранним, температура все выше, цвет все белее. У самой 8 Цефея спектр меняется в пределах целого класса, температура — в пределах 800°.

Ясно, что изменения блеска цефеид вызваны не геометрическими причинами, как, например, затмениями одной звезды другою, а физическими причинами. Физические характеристики самой звезды действительно периодически меняются, отчего меняется и излучение ею энергии, в том числе световой. Параллельно с изменением блеска происходит и периодическое колебание лучевой скорости цефеид, что было впервые подмечено А. А. Белопольским. Изменения блеска их невелики и не превосходят полутора звездных величин.

Все эти изменения удовлетворительно объясняются, если рассматривать цефеиды как пульсирующие звезды, на что впервые указывал еще известный русский физик Н. А. Умов и что потом развили в теорию Шепли (США), Эддингтон (Англия) и особенно подробно С. А. Жевакин в СССР. Как надувные мячики из тонкой резины, они то увеличиваются в размере, то уменьшаются. Движение их поверхности при этой пульсации то к нам, то от нас и создает колебания лучевой скорости. Однако температура звезды при сжатии в соответствии с законами физики повышается, отчего спектральный класс становится более ранним, и общий блеск звезды все-таки повышается, несмотря на ее уменьшившуюся поверхность.

Рис. 153. Кривые изменения блеска, лучевых скоростей поверхностных слоев и их температуры у звезды δ Цефея

Вероятно, цефеиды — это неустойчивые звезды, у которых однажды случившийся в них толчок за счет внутренних сил вызывает колебания, подобные колебаниям маятника. С течением времени возникшие в звезде пульсации должны ослабеть и затухнуть. Никто, однако, не ожидал, что это вскоре будет наблюдаться. Первый, и пока единственный раз постепенное прекращение переменности блеска всего лишь за четыре года было замечено недавно. Цефеида RU Жирафа, обнаруженная в 1899 г., изменяла свой блеск на целую звездную величину с периодом около 22 суток, начиная с 1899 г., когда ее обнаружили. К 1966 г. ее переменность почти полностью прекратилась.

Периоды разных цефеид заключены в пределах от 1 1/2 часов до 45 суток, причем после периода короче одних суток сразу происходит скачок к периодам более двух суток.

Все цефеиды — звезды-гиганты большой светимости, но у них наблюдается замечательное соотношение: чем больше период изменения блеска цефеиды, тем ее светимость больше. Это замечательное открытие сделала мисс Ливитт в Гарвардской обсерватории.

Связь между логарифмом периода, измеряемого в сутках, и абсолютной звездной величиной представлена на рис. 154.

Рис. 154. Кривая ‘период — абсолютная величина’ для цефеид, построенная американским астрономом Шепли в 1919 г

Такое свойство делает цефеиды своего рода маяками Вселенной. Обладая большой светимостью, они видны на огромных расстояниях от нас и, зная из наблюдений их период и видимый блеск, эти расстояния легко подсчитать. Цефеиды благодаря отмеченному их свойству очень помогают нам не только при исследовании размеров, формы и строения нашей звездной системы, но и при изучении других звездных систем.

Трактовка цитологического заключения

Цитологическое заключение “Цитограмма в пределах нормы” в случае получения полноценного материала может рассматриваться как указание на отсутствие патологических изменений шейки матки. Заключение о воспалительных поражениях требует уточнения этиологического фактора. Если этого нельзя сделать по цитологическим мазкам, необходимо микробиологическое или молекулярное исследование. Цитологическое заключение о реактивных изменениях неясного генеза требует дополнительной (уточняющей) диагностики.

Заключение ASC-US или ASC-H также диктует необходимость обследования и/или динамического наблюдения больной. Практически во всех современных руководствах по ведению больных с поражениями шейки матки эти диагностические категории имеются. Разработан также алгоритм обследования женщин в зависимости от выявленных патологических изменений.

Характеристики

Эволюционный трек звезды 5  M ☉, пересекающий полосу нестабильности во время горящей гелием синей петли

Классические переменные цефеиды в 4–20 раз массивнее Солнца и примерно в 1000–50 000 (более 200 000 для необычного V810 Centauri ) раз ярче. Спектроскопически это яркие гиганты или сверхгиганты низкой светимости спектрального класса F6 — K2. Температура и спектральный класс меняются по мере их пульсации. Их радиусы от нескольких десятков до нескольких сотен раз больше, чем у Солнца. Более светящиеся цефеиды холоднее, крупнее и имеют более длительный период. Наряду с температурными изменениями их радиусы также изменяются во время каждой пульсации (например, на ~ 25% для более длиннопериодического l Car ), что приводит к вариациям яркости до двух величин. Изменения яркости более выражены на более коротких длинах волн.

Цефеидные переменные могут пульсировать в основном режиме , первом обертоне или, реже, в смешанном режиме. Пульсации в обертоне выше первого редки, но интересны. Считается, что большинство классических цефеид являются пульсаторами основной моды, хотя отличить моду по форме кривой блеска непросто. Звезды, пульсирующие в обертоне, ярче и крупнее, чем пульсатор основной моды с тем же периодом.

Когда звезда промежуточной массы (IMS) сначала удаляется от главной последовательности , она очень быстро пересекает полосу нестабильности, пока водородная оболочка все еще горит. Когда гелиевое ядро ​​воспламеняется в IMS, оно может выполнить синюю петлю и снова пересечь полосу нестабильности, один раз в процессе эволюции до высоких температур, а затем снова вернуться к асимптотической гигантской ветви . Звезды с массой более 8–12  M начинают гореть гелий в ядре, не достигнув ветви красных гигантов, и становятся красными сверхгигантами , но все же могут пройти через полосу нестабильности синюю петлю. Продолжительность и даже наличие синих петель очень чувствительны к массе, металличности и содержанию гелия звезды. В некоторых случаях звезды могут пересекать полосу нестабильности в четвертый и пятый раз, когда начинается горение гелиевой оболочки. Скорость изменения периода переменной цефеиды, наряду с химическим составом, обнаруживаемым в спектре, может использоваться для определения того, какое пересечение совершает конкретная звезда.

Классические переменные цефеиды были звездами главной последовательности типа B раньше, чем примерно B7, возможно, звездами поздней O, прежде чем в их ядрах закончился водород. Более массивные и горячие звезды развиваются в более светящиеся цефеиды с более длинными периодами, хотя ожидается, что молодые звезды в нашей галактике с металличностью, близкой к солнечной, обычно теряют достаточную массу к тому времени, когда они впервые достигают полосы нестабильности, что у них будут периоды 50 дней или меньше. Выше определенной массы, 20–50  M ☉ в зависимости от металличности, красные сверхгиганты будут эволюционировать обратно в голубых сверхгигантов, а не выполнять синюю петлю, но они будут делать это как нестабильные желтые гипергиганты, а не как регулярно пульсирующие переменные цефеид. Очень массивные звезды никогда не остывают достаточно, чтобы достичь полосы нестабильности, и никогда не становятся цефеидами. При низкой металличности, например в Магеллановых Облаках, звезды могут сохранять большую массу и становиться более яркими цефеидами с более длинными периодами.

Корпоративный статус

Cepheid была основана в марте 1996 года Томасом Гутшаллом, Биллом Макмилланом, доктором Куртом Петерсеном , доктором Грегом Ковачем, Стивеном Янгом и доктором Алленом Нортрупом.

Первым генеральным директором компании был Том Гутшолл, занимавший эту должность с 1996 по 2002 год. В апреле 2002 года генеральным директором был назначен Джон Л. Бишоп.

В августе 2016 года рыночная капитализация компании составляла 2,66 млрд долларов США.

В конце 2016 года Danaher Corp. купила Cepheid за 4 миллиарда долларов США, сославшись на большую базу уже установленных тестовых инструментов и широкий набор тестов, которые в них подходят.

Головной офис Cepheid находится в Саннивейл, Калифорния .

Почему цефеиды называют маяками Вселенной и как ими пользуются астрономы

Интенсивная амплитуда колебаний светового излучения цефеид позволяет определять расстояние до них и использовать полученные данные в других расчетах. Именно по этой причине нередко цефеиды называют «маяками» Вселенной, почему астрономы наградили их таким красивым названием. Периодически на поверхности переменных звезд происходит нарушение равновесия тяготения и газового давления в атмосфере. В результате возникают пульсации, в ходе которых изменяется размер астрономического тела, возникают колебания температуры и интенсивности излучения. Установив связь между амплитудой и абсолютной яркостью, благодаря последней, можно вычислить расстояние до звезды.

В XX веке астроном Эдвин Хаббл (в его честь был назван один из самых известных телескопов) обнаружил Туманность Андромеды по свету переменных звезд и доказал, что наша Галактика – далеко не единственная звездная система во Вселенной. Полярная звезда, которая также является цефеидом, фигурирует во многих навигационных системах как один из основных ориентиров. Астрономические тела, встречающиеся во всех уголках космоса, в буквальном смысле были обречены стать своеобразными точками опоры и ориентирования при различных вычислениях. Нередко цефеиды называют маяками Вселенной и космоса, почему – ответ на этот вопрос очевиден: из-за очень высокой яркости и удобства использования их параметров в астрономических расчетах.

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:

Обзоры оптической техники и аксессуаров:

Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:

Все об основах астрономии и «космических» объектах:

Источник

Чем полезны

Измеряя переменность блеска цефеиды и ее лучевой скорости, можно довольно точно определить размеры звезды и их изменения в ходе пульсаций. Ученым удалось определить взаимосвязь периода переменности цефеид и их светимости: чем больше период переменности, тем больше энергии цефеида излучает в пространство за единицу времени. Вычислив мощность излучения по зависимости период — светимость, можно определить расстояние до цефеиды, а если она входит в звездную систему (звездное скопление, галактику), то и расстояние до этой звездной системы.

Зная период цефеиды, можно определить и ее возраст. В 60-е гг. XX в. советский астроном Ю. Н. Ефремов установил: чем больше период цефеиды, тем она моложе. Однако не следует думать, что блеск любой пульсирующей переменной звезды меняется строго периодически. Даже переменные типа Миры Кита, характеризующиеся довольно регулярным поведением, в точности не повторяют форму кривой блеска и продолжительность интервала между максимумами от одного цикла к следующему.

Источник

Что такое цефеиды

Хаббл запечатлел переменную звезду RS Кормы

Переменными именуют звезды, чья яркость колеблется. Цефеидами называют особый вид переменных. Их масса в 5-20 превышает солнечную. Но суть в том, что они пульсируют в радиальном направлении и меняют диаметр и температуру.

Лучше всего то, что пульсации связаны с абсолютной яркостью, которая меняется в конкретные периоды (1-100 дней). Если строить кривую блеска в зависимости от величины и периода, то она напомнит плавник акулы – внезапный пик, а затем снижение.

Класс звезд получил наименование от звезд Дельта Цефея. Анализ спектра выявил изменения температуры от 5500 К до 6600 К, а также диаметра ~15%.

История

Кривые периодической светимости классических цефеид и цефеид II типа

10 сентября 1784 года Эдвард Пиготт обнаружил изменчивость Eta Aquilae , первого известного представителя класса классических переменных цефеид. Одноименная звезда классических цефеид, Дельта Цефеи , была обнаружена Джоном Гудриком как переменная несколько месяцев спустя. К концу XIX века количество подобных переменных выросло до нескольких десятков, и они были отнесены к классу цефеидов. Большинство цефеид были известны по характерным формам кривых блеска с быстрым увеличением яркости и горбом, но некоторые из них с более симметричными кривыми блеска были известны как Геминиды после прототипа ζ Geminorum .

Связь между периодом и светимостью классических цефеид была обнаружена в 1908 году Генриеттой Свон Ливитт при исследовании тысяч переменных звезд в Магеллановых облаках . Она опубликовала его в 1912 году с дополнительными доказательствами.

В 1913 году Эйнар Герцшпрунг попытался определить расстояния до 13 цефеид, используя их движение по небу. (Его результаты позже потребуют пересмотра.) В 1918 году Харлоу Шепли использовал цефеиды, чтобы наложить начальные ограничения на размер и форму Млечного Пути и на положение нашего Солнца в нем. В 1924 году Эдвин Хаббл установил расстояние до классических переменных цефеид в Галактике Андромеды , до того известной как « Андромеды », и показал, что эти переменные не являются членами Млечного Пути. Открытие Хаббла разрешило вопрос, поднятый в « Великой дискуссии » о том, представляет ли Млечный Путь всю Вселенную или является лишь одной из многих галактик во Вселенной.

В 1929 году Хаббл и Милтон Л. Хьюмасон сформулировали то, что сейчас известно как закон Хаббла, объединив расстояния от цефеид до нескольких галактик с измерениями скорости, с которой эти галактики удаляются от нас Весто Слайфер . Они обнаружили, что Вселенная расширяется , что подтвердило теории Жоржа Лемэтра .

Иллюстрация переменных цефеид (красные точки) в центре Млечного Пути

В середине 20-го века значительные проблемы с астрономической шкалой расстояний были решены путем разделения цефеид на разные классы с очень разными свойствами. В 1940-х годах Вальтер Бааде выделил две отдельные популяции цефеид (классическую и тип II). Классические цефеиды — более молодые и более массивные звезды популяции I, тогда как цефеиды типа II — более старые и слабые звезды популяции II. Классические цефеиды и цефеиды типа II следуют разным отношениям период-светимость. Светимость цефеид типа II в среднем меньше, чем у классических цефеид, примерно на 1,5 звездной величины (но все же ярче, чем звезды типа RR Лиры). Основополагающее открытие Бааде привело к двукратному увеличению расстояния до M31 и внегалактической шкалы расстояний. Звезды типа RR Лиры, известные тогда как переменные скопления, довольно рано были признаны отдельным классом переменных, отчасти из-за их коротких периодов.

Механика пульсации как теплового двигателя была предложена в 1917 году Артуром Стэнли Эддингтоном (который подробно писал о динамике цефеид), но только в 1953 году С.А. Жевакин определил ионизированный гелий как вероятный клапан для двигателя.

Трактовка цитологического заключения

Цитологическое заключение “Цитограмма в пределах нормы” в случае получения полноценного материала может рассматриваться как указание на отсутствие патологических изменений шейки матки. Заключение о воспалительных поражениях требует уточнения этиологического фактора. Если этого нельзя сделать по цитологическим мазкам, необходимо микробиологическое или молекулярное исследование. Цитологическое заключение о реактивных изменениях неясного генеза требует дополнительной (уточняющей) диагностики.

Заключение ASC-US или ASC-H также диктует необходимость обследования и/или динамического наблюдения больной. Практически во всех современных руководствах по ведению больных с поражениями шейки матки эти диагностические категории имеются. Разработан также алгоритм обследования женщин в зависимости от выявленных патологических изменений.

Использование цефеид в астрономии

Можно воспринимать цефеиды как маяки Вселенной. Связь между периодом колебания и светимостью очень полезна для расчетов дистанций объектов в космосе. Для этого используют формулу: m – M = 5 log d – 5. Здесь m – видимая величина (светимость), М – абсолютная, d – дистанция к объекту в парсеках. Переменные цефеиды можно увидеть и измерить на удаленности в 20 миллионов световых лет.

Соотношение периода и светимости для цефеид

Благодаря яркости и видимости можно отследить объекты рядом с ними. Если вспомнить о связи периодичности и яркости, то в виде цефеид получим полезный инструмент для расчетов масштабов Вселенной.

Где их можно найти

Сейчас в нашей Галактике известно несколько сот цефеид, еще несколько тысяч обнаружены в других галактиках. Благодаря цефеидам астрономы научились определять расстояния до других галактик. Не случайно цефеиды называют маяками Вселенной. Цефеиды — сравнительно молодые звезды, в Галактике они заметно концентрируются к ее плоскости и встречаются в рассеянных звездных скоплениях. А вот весьма многочисленные звезды другого типа пульсирующих переменных, звезды типа RR Лиры, в своем большинстве принадлежат к числу самых старых звезд. Их концентрация в галактической плоскости незначительна, зато этих звезд очень много в направлении на центр Галактики и в некоторых шаровых звездных скоплениях, являющихся самыми старыми известными в Галактике образованиями (их возраст превышает 10 млрд. лет).

В чем причина изменения блеска цефеид с точки зрения науки

Впервые переменность блеска была зафиксирована Эдуардом Пиготтом при изучении Эта Орла – звезды, открытой в 1873 году. Пульсация звезд напрямую связана с изменением с нарушением баланса сил тяготения и газового давления в атмосфере. В ходе этого процесса изменяется размер астрономического тела – разница составляет 10–15%. Амплитуда пульсаций может достигать нескольких месяцев. Интенсивность колебаний во многом зависит от класса звезды: альфа-цефеиды являются самыми стабильными, а для w-цефеид наоборот характерна максимально высокая амплитуда. Теперь вы знаете, в чем причина изменения блеска цефеид и почему их яркость зависит от частоты пульсаций.

В 1912 году была подтверждена связь между амплитудой колебаний и светимостью звезд – чем чаще на поверхности астрономического объекта возникают пульсации, тем ярче излучаемое свечение. По периоду пульсации цефеиды астроном может определить светимость и расстояние до звезды, даже если та находится в другой галактике. В процессе колебаний также изменяется и температура вплоть до 1000 градусов или более. Теперь вы знаете, почему изменяется блеск цефеид и от чего зависит яркость астрономических тел, которые светят в десятки раз ярче главного светила Солнечной системы. В настоящее время ни астрономы, ни физики пока не предложили иных теорий, объясняющих возникновение блеска и изменения интенсивности светового потока.

Изображение с телескопа Хаббл. Источник изображения: NASA

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:

Обзоры оптической техники и аксессуаров:

Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:

Все об основах астрономии и «космических» объектах:

Источник

История

Табличный обзор общественного вклада в разработку GeneXpert.

Инвестиции государственного сектора в разработку GeneXpert по источникам и годам. Предполагалось, что финансирование от государственных ведомств США, не входящих в NIH, и некоммерческих / благотворительных организаций будет равномерно распределено в течение 5-летнего периода, чтобы сгладить годовые изменения.

Древовидная карта государственных инвестиций

Ключевые инженерные инновации, лежащие в основе технологий GeneXpert, а также ранние версии продукта и полевые испытания были выполнены в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса при Калифорнийском университете . Он финансировался программой микроэлектромеханических систем (MEMS) DARPA и армии США, а также из внутреннего бюджета LLNL.

Cepheid была основана в 1995 году и в основном финансировалась вооруженными силами США до атак сибирской язвы в 2001 году .

Во время атак сибирской язвы в году федеральные агентства США заключили контракт с Cepheid на отслеживание сибирской язвы. В 2003 году компания временно приостановила некоторые разработки в области здравоохранения, чтобы работать с подрядчиком по оборонным вопросам Northrop Grumman по контракту федерального правительства США на установку систем обнаружения сибирской язвы на почтовых отделениях США по всей стране.

Компания Cepheid выиграла награду Industrial Design Excellence Awards 2006 за свой продукт, диспенсер для шариков с реагентами.

Первое клиническое применение системы GeneXpert было представлено в 2006 году с разрешения FDA США на XpertGBS, экспресс-молекулярный диагностический тест на стрептококк группы B у беременных женщин. В том же году XpertGBS был отнесен FDA к категории «Умеренная сложность» в соответствии с Поправками по улучшению клинических лабораторий (CLIA). Это был первый усиленный молекулярный диагностический тест с использованием ПЦР в реальном времени, получивший такую ​​категоризацию. Это позволило провести тест более чем 27 000 организаций, зарегистрированных для CLIA средней сложности, в дополнение к примерно 7 000 организаций, зарегистрированным для тестов высокой сложности.

В 2012 году Cepheid выиграла контракт с Министерством по делам ветеранов США на свои наборы для тестирования реагентов MRSA .

По состоянию на 31 марта 2014 г. компания Cepheid продает 14 клинических тестов для (IVD), одобренных FDA США, в США и 16 тестов IVD на международном уровне, а также разместила 6012 систем GeneXpert по всему миру. По состоянию на март 2020 года в мире насчитывается более 23 000 аппаратов GeneXpert, из них 7 000 — 10 000 в Африке, Латинской Америке и Юго-Восточной Азии и более сотни в некоторых африканских странах, благодаря долгосрочным инвестициям в инфраструктуру тестирования на туберкулез. по Глобальному фонду , среди других.

Во время пандемии COVID-19 компания Cepheid объявила о партнерстве с Sherlock Biosciences в феврале 2020 года, чтобы начать разработку диагностического теста на основе CRISPR для вируса SARS-CoV-2 (тогда называемого «2019-nCov»), который будет работать на том же как тесты GeneXpert 20-летней давности Cepheid, поскольку в больницах уже были установлены машины. В марте 2020 года компания объявила о проведении экспресс-диагностики SARS-CoV-2; Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США выдало разрешение на использование этого теста в экстренных случаях . Диагностика предназначена для работы на любой из (более 23 000) существующих аппаратов Cepheid GeneXpert по всему миру со стандартным временем обнаружения 45 минут.

Полярная звезда наш верный ориентир

Суть этих процессов сводится к тому, что в верхних слоях звезд нарушены процессы газового давления и тяготения, из-за чего радиус звезды периодически сжимается, что наблюдателем воспринимается не иначе, как пульсация.

Сжатие радиуса звезды прямым образом влияет на температуру ее поверхности. Так, уменьшение радиуса цефеиды на 15% способно вызвать увеличение температуры звезды более чем на 1000 градусов по Кельвину.

Вместе с изменением длины радиуса звезды, изменяется и ее звездная величина – блеск. При минимальном радиусе звезда излучает максимальное количество света, а с увеличением радиуса количество излучаемого света становится меньше.

Почему меняют светимость

Причина изменения светимости цефеид — радиальные пульсации. Атмосферы цефеид то расширяются, то сжимаются. При сжатии атмосфера звезды разогревается, а при расширении охлаждается. Мы видим цефеиду наиболее яркой, когда она сравнительно небольшая, но горячая. Пульсации цефеид проявляются не только в изменениях блеска. Для любой постоянной звезды можно определить скорость, с какой она движется вдоль луча зрения (лучевую скорость). У цефеид, как показали наблюдения, лучевые скорости меняются с тем же периодом, что и блеск: звезда пульсирует, и мы видим, как варьируют скорости атмосферных слоев относительно земного наблюдателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector