Розміри зірок. Щільність їх речовини.
Розглянемо на простому прикладі як можна порівняти розміри зірок однакової температури, наприклад Сонця і Капели. Ці зірки мають однакові спектри, колір і температуру, про світність Капели в 120 разів перевищує світність Сонця. Так як при однаковій температурі яскравість одиниці поверхні зірок теж однакова, то, значить, поверхня Капели більше, ніж Сонця в 120 разів, а діаметр і радіус її більше сонячних в корінь квадратний з 120, що приблизно дорівнює 11 раз.
Визначити розміри інших зірок дозволяє знання законів випромінювання. Результати таких обчислень повністю підтвердилися, коли стало можливим вимірювати кутові діаметра зірок за допомогою оптичного приладу - зоряного інтерферометра.
Зірки дуже великої світності називаються надгігантами. Червоні надгіганти називаються такими і за розмірами. Бетельгейзе і Антарес в сотні разів більша за Сонце по діаметру. Більш далека від нас VV Цефея настільки велика, що в ній помістилася б Сонячна система з орбітами планет до орбіти Юпітера включно. Тим часом маси надгігантів більше сонячної всього лише в 30-40 разів. В результаті навіть середня щільність надгігантів в тисячі разів менше ніж щільність кімнатного повітря.
При однаковій світності розміри зір тим менше, ніж ці зірки гаряче. Найменшими серед звичайних зірок є червоні карлики. Маси їх і радіуси - десяті частки сонячних, а середні щільності в 10-100 разів більша за густину води. Ще менше червоних білі карлики - але це вже незвичайні зірки.
У близького до нас і яскравого Сіріуса (має радіус удвічі більше сонячного) є супутник, що обертається навколо нього з періодом 50 років. Для цієї подвійної зірки відстань, орбіта і маси добре відомі. Обидві зірки білі, майже однаково гарячі. Отже, поверхні однакової площі випромінюють у цих зірок однакову кількість енергії, але по світності супутник у 10 000 разів слабкіше, ніж Сіріус. Значить, його радіус менше в 100 разів, тобто він майже такий же як Земля. Тим часом маса в нього майже така ж як і у Сонця. Отже білий карлик має величезну густину - близько 109 кг / м3. Існування газу такої щільності було пояснено таким чином: зазвичай межа щільності ставить розмір атомів, які є системами, що складаються з ядра та електронної оболонки. При дуже високій температурі в надрах зірок і при повній іонізації атомів їх ядра і електрони стають незалежними один від одного. При колосальному тиск верхніх шарів це «кришиво» з частинок може бути стисло набагато сильніше, ніж нейтральний газ. теоретично допускається можливість існування за деяких умов зірок з щільністю, рівною щільності атомних ядер.
На прикладі білих карликів ми бачимо як астрофізичні дослідження розширюють уявлення про будову речовини; поки такі умови в лабораторії створити неможливо. Тому астрономічні спостереження допомагають розвитку найважливіших фізичних уявлень.
Ще роботи з математики