Променливите звезди: какво представляват и защо трябва да ги наблюдаваме?

    Променливите звезди са звезди, които променят яркостта си. Промените в яркостта на тези звезди могат да варират от хилядна част от звездната величина до двадесет звездни величини за периоди от части от секундата до години, в зависимост от вида на променливата звезда. Познати и каталогизирани са над 1 000 000 променливи звезди, а за още много хиляди се предполага, че са променливи.

    Съществуват редица причини, поради които променливите звезди променят яркостта си. Например пулсиращите променливи звезди се раздуват и свиват поради вътрешни сили. Затъмняваща се двойна звезда намалява яркостта си, когато е затъмнена от слаб спътник, а след това се увеличава, когато затъмняващата звезда се отдалечи от пътя си. Някои променливи звезди всъщност са изключително близки двойки звезди, които си разменят маса, докато едната звезда отнема атмосферата на другата.

    Различните причини за промяната на светлината при променливите звезди са стимул за класифициране на звездите в различни категории. Променливите звезди се класифицират като вътрешни, при които променливостта се причинява от физически промени, като пулсации или изригвания в звездата или звездната система, или външни, при които променливостта се причинява от затъмнението на една звезда от друга, от транзита на планета извън Слънчевата система (екзопланета) или от ефекта на звездното въртене.

Защо да наблюдаваме променливи звезди?

    Астрономията на променливите звезди ни учи на една важна част от Вселената - звездите. Звездите са основният двигател на космическата еволюция, особено при създаването на елементи, по-тежки от водорода и хелия, които изграждат нас и света, в който живеем. Освен това звездите и техните системи от планети са единствените вероятни места, на които ще открием живот във Вселената; изучавайки звездите (включително нашето Слънце), ние научаваме и за възможните обиталища на живот. Изследванията на променливите звезди са важни, тъй като предоставят информация за свойствата на звездите, като маса, радиус, светимост, температура, вътрешна и външна структура, състав и еволюция. Част от тази информация би било трудно или невъзможно да се получи по друг начин. В много случаи природата на променливостта е тази, която дава ключ към отговорите. Тази информация може да се използва за разбиране на други звезди.

    Променливите звезди трябва да се наблюдават системно в продължение на десетилетия, за да се определи тяхното поведение в дългосрочен план. Професионалните астрономи не разполагат нито с наличното време, нито с неограничен достъп до телескопите, необходими за събиране на данни за промените в яркостта на хиляди променливи звезди. Затова астрономите любители, които използват визуални, фотографски, фотоелектрични, CCD/CMOS и DSLR камери, дават реален и изключително полезен принос към науката, като наблюдават променливи звезди и изпращат наблюденията си в Международната база данни на AAVSO. Тези важни данни са необходими за анализиране на поведението на променливите звезди, за планиране на спътникови наблюдения на определени звезди, за съпоставяне на данните от спътникови и наземни наблюдения и за създаване на компютърни теоретични модели на променливите звезди.

    Големи проучвания като TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), които търсят звезди освен нашето Слънце, които може да имат собствени планети, са открили хиляди звезди, които променят яркостта си. Всяка от тези звезди трябва да бъде наблюдавана и изследвана, за да се определи дали яркостта се променя заради самата звезда - звездата всъщност е променлива - или заради наличието на екзопланети, които обикалят около нея. След това звездите, които може да имат екзопланети, се нуждаят от допълнителни наблюдения, за да се определи информацията за тях. Астрономите любители, които използват CCD/CMOS или DSLR камери за извършване на внимателни и прецизни наблюдения, следят много от стотиците такива звезди и изпращат своите наблюдения на транзити на екзопланети в базата данни за екзопланети на AAVSO. Тези наблюдения са важен и ценен ресурс за изследователите, работещи в тази нова и важна област на астрономията.

    Спектроскопските наблюдения на променливи звезди също предоставят ценни данни за изследвания. Астрономите любители дават ценен принос към науката, като извършват наблюдения със спектроскопия - запис на химическия състав на звездата в даден момент - за получаване на спектър на променлива звезда и го изпращат в базата данни на AAVSO за спектроскопия.

    Променливите звезди играят ключова роля в разбирането ни за Вселената. Променливите звезди цефеиди са изиграли важна роля при определянето на разстоянията до далечни галактики и при определянето на възрастта на Вселената. Променливите от типа Мира ни дават представа за бъдещата еволюция на нашата собствена звезда - Слънцето. Акреционните дискове в катаклизмичните променливи ни помагат да разберем поведението на дисковете в по-голям мащаб, като активността в активните галактики със свръхмасивни черни дупки. Свръхновите ни доведоха до изненадващото разбиране, че разширяването на Вселената се ускорява. Дори търсенето на извънземен живот се осветява от променливите звезди. Транзитиращите екзопланети дават сведения за процесите на образуване на планетите, а животът, какъвто го познаваме, идва от сърцата на звезди, които експлодират в последните етапи на своята еволюция.

Материалът е преведен от: Variables: What Are They and Why Observe Them?