Цель работы:
Построить диаграмму температура-светимость и установить взаимосвязь между характеристиками звёзд средствами Microsoft Excel
Приборы и материалы:
Звёзды – огромные газовые шары, которые находятся очень далеко от Земли. Единственным источником информации о далеких звездах является их излучение. Уже в середине XIX в. астрономы научились определять физические характеристики звёзд по данным их наблюдений, и к началу ХХ в.накопились данные о десятках тысяч звёзд.
Но как наблюдаемые характеристики звёзд – звездная величина или светимость, спектральный класс – связаны с их физическими характеристиками?
В начале ХХ в. астрономы Эйнар Герцшрунг (Дания) и Генри Норис Рессел (США) построили теоретические графики, которые связывали две основные характеристики звёзд: светимость и спектральный класс. Ученые расположили звёзды на диаграмме, по вертикальной оси которой откладывали светимость звезды, а по горизонтальной – её спектральный класс. Оказалось, что звезды на этой диаграмме располагаются не беспорядочно, а образуют определенные группы.
Известно, что спектр звезды зависит от температуры. Поэтому на горизонтальной оси диаграммы откладываются либо спектральный класс звезды. либо её температуру. В последнем случае ось шкалы температур принято направлять справа налево, т.е. температура по горизонтальной оси убывает. Подобное построение – это дань традиции, чтобы диаграмма имела такой же вид, как и построенная Герцшпрунгом и Ресселом.
В честь первооткрывателей диаграмму называют их именами: диаграмма Герцшпрунга — Рессела. Но наряду с этим используют и другие названия: диаграмма спектр – светимость или температура –светимость, в зависимости от того, какие величины откладывают по горизонтальной и вертикальной осям диаграммы.
Исследование диаграммы Герцшпрунга — Рессела является важнейшим источником сведений об эволюции звёзд. По положению звезды на диаграмме определяют и каков её дальнейший «жизненный путь». С помощью диаграммы можно определить абсолютную звёздную величину звезды и оценить расстояние до неё. Кроме того, диаграмма спектр – светимость позволяет оценить основные характеристики звезд, не прибегая к долгим утомительным вычислениям
Результаты расчётов эволюции звёзд позволяют воспроизвести все детали Г.- Р. д. скоплений в зависимости от хим. состава и возраста и объяснить эволюционный статус большинства образующих их звёзд. Это является убедительным свидетельством правильности направления, в котором развивается современная теория эволюции звёзд.
Ход работы:
Задание 1. Построение диаграммы распределения звезд Герцшпрунга – Рассела:
- Скачать файл Приложения к работе (Звездный каталог.xlsx)
- Сохранить файл в своей папке под именем Звездный каталог+вашафамилия.xls.
- Ознакомится со структурой базы, определить поля, которые необходимы для построения диаграммы.
- Отфильтровать базу по столбцу (по полю) температура (Т) (по убыванию).
- Построить Диаграмму (тип график, вид 4 (график с маркерами))
5.1. Диапазон – значения абсолютной звездной величины (М)
5.2. Подписи оси Х – поверхностная температура (Т).
5.3. Остальные параметры диаграммы:
5.3.1 Изменить положение оси Х (в значении Y=20).
5.3.2. Установить обратный порядок значений для оси Y.
5.3.3. Цена основных значений оси Y (значений) – 1.
- Убрать на диаграмме линию графика (Формат ряда данных, Вид, Линия, отсутствует).
Задание 2. Определение процентного отношения Белых карликов, Красных гигантов и звезд Главной последовательности от общего количества звезд в каталоге:
- Подсчитайте общее количество звезд в каталоге, используйте функцию СЧЕТЗ. Результат разместите на листе 2.
- Выберите из базы звезды типа Белые карлики, для этого:
2.1. Подключите к базе Автофильтр (Данные, Фильтр, Автофильтр).
2.2. Произведите фильтрацию по полям (столбцам) М и Т в соответствии с условиями приведенными в таблице 1.
2.3. Скопируйте выделенные звезды на лист 2 и подсчитайте их количество (см. пункт1 задания 2).
2.4. Отключите Автофильтр (Данные, Фильтр, Автофильтр). - Выберите из базы звезды типа Красные гиганты и подсчитайте их количество.
- Рассчитайте количество звезд Главной последовательности.
- Заполните полученными данными таблицу 3 на листе 2 и постройте на отдельном листе круговую, объемную диаграмму, отражающую процентное соотношение типов звезд.
Контрольные вопросы
- Какую зависимость между температурой звезды и её цветом вы можете установить пользуясь предложенной диаграммой?
- Оцените температуру и цвет звезды главной последовательности спектрального класса А. Приведите пример такой звезды.