ЭЛЕМЕНТЫ ФОТОМЕТРИЧЕСКОЙ ОРБИТЫ
У фотометрической двойной звезды угол i может быть определен из кривой блеска. Кривую блеска строят по многим фотометрическим наблюдениям, свод их к одному периоду так же, как при построении кривой лучевых скоростей. Далее производится анализ кривой блеска, ее решение, с целью получения элементов фотометрической орбиты.
Рис. 87. Различные варианты кривых блеска во время затмения компонент разных относительных размеров и разной относительной светимости. Сплошными линиями представлены центральные затмения, прерывистыми — касательные. Диски равномерно яркие
. Диски равномерно яркие. Сравнение I с II показывает, насколько важно, какая из двух компонент, меньшая или большая, имеет ббльшую светимость. Случай, когда ббльшая звезда менее яркая, приводит к ббльшим амплитудам и потому легче может быть замечен
Эти последние не совпадают с элементами спектральной орбиты. Из кривой блеска нельзя получить значений большой полуоси или узла, весьма сложным путем определяют
и
, но зато сравнительно легко определяются размеры компонент
и
в долях большой полуоси относительно орбиты а, относительные светимости
компонент в долях полной светимости системы и наклонение i. Форма кривой блеска вне затмений позволяет определить отступления фигуры компонент от шаровой. Когда кривая блеска очено точна, может быть определено потемнение к краю диска у затмеваемых звезд [коэффициент и в формуле (2.16)] и некоторые другие тонкие фотометрические эффекты. Отвлекаясь от деталей, важно усвоить, что весь ход изменений блеска во время затмений зависит от геометрии затмения, т. е. от относительных размеров компонент и их взаимного расположения на картинной плоскости, и от соотношения светимости компонент.
На рис. 87 показано несколько примеров изменения блеска в главном и вторичном минимуме в разных предположениях относительно размеров и светимостей компонент. На рис. 88 показаны эффекты потемнения к краю. Продолжительность затмения D зависит от суммы радиусов компонент
тем больше, чем ближе угол i к 90°. Продолжительность полной фазы затмения d зависит, наоборот, от разности радиусов компонент. В круговой орбите все условия затмения повторяются через полпериода за исключением того, что в одном случае затмевает большая, а в другом — меньшая звезда из двух.
Рис. 88. То же. что и I на рис. 87, но диски имеют полное потемнение к краю
. Правая кривая изображает изменение блеска в кольцеобразном затмении. Сравнивая с I на рис. 87, можно убедиться, что этот случай может быть спутан с касательным или частным затмением при равномерно ярких дисках
Этим определяется различная глубина главного и вторичного минимума — абсолютная затмеваемая площадь при соответствующих фазах (отличающихся на полпериода) одинакова, а поверхностная яркость в общем случае — разная. Очевидно, тот минимум глубже, в котором затмевается компонента с большей поверхностной яркостью.
Пусть оба диска равномерно ярки. Отношение их радиусов
(при суммарный блеск системы вне затмений есть единица, а в минимумах — соответственно
. Для определенности будем считать, что
относится к тому минимуму, когда большая звезда находится впереди малой. Обозначим фотометрическую фазу в минимуме через
. Это — наибольшая затмеваемая площадь в долях площади малой звезды. Поскольку потеря интенсивности в системе в этот момент есть
очевидно, что светимость меньшей звезды
. Пол периода спустя при той же фазе
у затмеваемой большой звезды закрыта доля площади
и, следовательно,
Но, по условию,
, следовательно,
(12.23)
При полном затмении (о чем говорит остановка блеска на «дне» хотя бы одного из минимумов)
. Тогда (12.23) дает нам сразу отношение радиусов
(12.24)
Гораздо сложнее обстоит дело при потемнении к краю диска. Тогда вместо
нужно употреблять некую довольно сложную функцию
, для которой построены специальные таблицы.