В кінці XVIII століття англійський астроном-любитель Джон Гудрайк зауважив, що блиск Алголя змінюється строго періодично. Через кожні дві доби, 20 годин і 49 хвилин його блиск відтворювався до колишнього рівня. Для опису періодичних процесів зручно ввести фазу. Фаза ≈ цей час, яке виражається в частках періоду. На практиці фазу обчислюють таким чином. Вибирають який-небудь момент часу за початковий і приписують йому фазу, рівну нулю. При спостереженні зірок, як правило, початковий момент (момент нульовий фази) збігається з мінімумом блиску зірки. Далі помічають час спостереження, віднімають з нього початковий момент часу і ділять на період. Дробний залишок ділення і буде фазою. Блиск змінної зірки зазвичай вимірюється по відношенню до будь-якої постійної зірці, що знаходиться поблизу. Графік залежності блиску зірки від фази називається кривою блиску.
Крива блиску Алгол, знайдена Гудрайк, мала за період два мінімуму ≈ ⌠глубокій ■ первинний (головний мінімум) на фазі нуль і ⌠мелкій ■ вторинний на фазі 0,5 (рис. 20). Зрозуміти такий характер кривої блиску можна, лише припустивши, що Алголь ≈ це не одна зірка, а дві. (Схема явища пояснюється рис. 20.) Обертаючись одна навколо іншої з періодом 2,9 дня, зірки поперемінно закривають від нас один одного.
Рис.20. Крива блиску Алголя
Закривають, правда, не повністю, а частково. Виникає питання: чому один мінімум глибокий, а інший дрібний? Адже кожна із зірок затьмарює однакову площу своєї сусідки (ця площа просто дорівнює площі загальної частини двох пересічних кіл). Давайте подумаємо:
що таке глибина затемнення, ніж вона визначається? Поза затемнення ми бачимо обидві зірки одночасно, і блиск системи є сума блисків зірок. Коли одна зірка ⌠наползает ■ в проекції на іншу, блиск подвійний падає рівно на стільки, скільки випромінює закрита частина зірки. Щоб обчислити кількість енергії, що випромінюється закритою частиною поверхні зірки, потрібно помножити енергію, що випромінюється одиницею поверхні, на площу цієї самої частини поверхні. Звідси ясно, що різниця в глибинах мінімумів пов'язана з відмінностями в кількостях енергії, випромінюваної одиницею поверхні зірок, т. Е. В потоках, що йдуть від кожної зірки. У першому наближенні можна вважати, що зірки випромінюють як ⌠абсолютно чорні ■ тіла. Прикладом такого ⌠абсолютно чорного ■ тіла може бути тіло, що має постійну температуру. Для абсолютно чорних тіл 4.
Тут sigma = 5,67 10 -8 Дж / (M 2 ∙ К 4 ∙ сек) -≈ постійна Стефана-Больцмана. Власне, поки цей закон потрібен нам лише для того, щоб сказати досить очевидну річ ≈ ніж гаряче тіло, тим воно яскравіше. Теперьясно, що Алголь складається із зірок з різними температурами, причому на фазі нуль затьмарюється більш гаряча зірка.
Криві блиску типу Алголя дуже поширені серед змінних зірок. Зараз відомо кілька тисяч таких зірок. Для всіх них характерна наявність двох мінімумів з приблизно постійними ділянками блиску між ними. Сталість виявляється тільки зразковим. Чому? Адже між затемненнями ми бачимо обидві зірки цілком, а блиск системи є просто сума блисків зірок. Сталість має бути точним. Але на кривій блиску (рис. 20) добре видно, що після первинного мінімуму блиск системи потихеньку зростає до фази 0,5, і якби не вторинне затемнення, то в цьому місці був би максимум.
Посилення блиску пояснюється ефектом відображення. Згадаймо, що одна з зірок Алголя гаряче інший. Більш гаряча зірка підсвічує з одного боку холод- ву, тому один бік холодної зірки, звернений до гарячої зірки, стає трохи яскравіше. Гаряча зірка як би відбивається в холодній. Насправді відбувається не відображення, а переизлучение, причому переизлучение зі зміною довжини хвилі світла. До речі, відображення видимого світла в дзеркалі ≈ це теж переизлучение. Перевипромінюють електрони в тонкому шарі металу, нанесеного на скло. Але в дзеркалі довжина хвилі не змінюється, тому якщо вам здається, що ви в дзеркалі рудий, ви й справді рудий.
Давайте запам'ятаємо краще фазову залежність ефекту віддзеркалення. На фазі нуль холодна зірка затьмарює гарячу, і значить, ми бачимо тильну, найбільш холодну частина темнішою зірки. У міру орбітального обертання, зі збільшенням фази, ми бачимо все більшу і більшу частину підсвічується боку цієї зірки ≈ загальний блиск системи повільно збільшується, і до фази 0,5 холодна зірка розгортається своєї найбільш гарячої частиною. Ефект віддзеркалення стає максимальним. Потім блиск системи симетрично падає до фази 1. У системі Алголя ефект віддзеркалення малий і грає другорядну роль. Головне ≈ це затемнення. Але уявіть, що система розташована так, що компоненти не затьмарюють один одного, або їм годі й нічим затьмарювати (таке теж можливо!). Тоді єдиною причиною зміни блиску подвійної може бути ефект відображення. Далі ми ще зустрінемося з подвійними, у яких ефект відображення в десятки разів сильніше, ніж у Алголя.