Жұлдыз астрономиясы

Жұлдыз астрономиясы – астрономияның жұлдыздық жүйелер құрылысының, құрамының, динамикасының және эволюциясының жалпы заңдылықтарын және сол заңдылықтардың біздің Галактикада қалай орындалатынын зерттейтін бөлімі. Басқа галактикалар мен галактикадан тыс нысандарды нақты зерттейтін сала, 20 ғасырдың орта шенінде Жұлдыз астрономиясынан бөлініп, астрономияның арнаулы бөлімі – галактикадан тыс астрономия деп аталды. Жұлдыз астрономиясы * жұлдыз статистикасы, * жұлдыз кинематикасы және * жұлдыз динамикасы болып бөлінеді. Жұлдыздың көрінерлік сипаттамалары (сфералық координаттары, көрінерлік жұлдыздық шамасы, бақыланатын түс көрсеткіші, қашықтығы, меншікті қозғалысы, параллаксі, тангенциал және сәулелік жылдамдығы, көрінерлік айналу жылдамдығы, т.б.) оның Күнмен салыстырғандағы орнына тәуелді болса, ал шын сипаттамалары (координаттары, абс. жұлдыздық шамасы, жарқырауы, спектрлік класы, температурасы, массасы, радиусы, шын айналу жылдамдығы, т.б.) жұлдыз бен бақылаушының өзара орналасуына тәуелді болмайды. Жұлдыздың сипаттамаларын анықтау кезінде Жұлдыз астрономиясы астрономияның астрометрия және астрофизика сияқты бөлімдерімен тығыз байланыста болады. Галактиканың құрылысы, оның түрлі аймақтарында жұлдыздардың таралу сипаты матем. статистика әдісімен анықталады. Осылайша табылған статистистикалық заңдылықтар таралу функциялары (мысалы, жалтырау функциясы, жарқырау функциясы, т.б.) деп аталады. Жұлдыз статистикасындағы көптеген функциялар өзара теңдеулермен байланысқан. Бақыланатын жұлдыздардың саны өте көп болғандықтан дүние жүзіндегі обсерваториялардың көпшілігі 1906 жылы голланд астрономы Я.Каптейн ұсынған таңдаулы аумақтар деп аталатын жоспар бойынша жұмыс істейді. Оның құрамына біркелкі таралған 206 аумақ және оған қосымша айрықша маңызды 46 аумақ енеді. Кинематика мен математикалық статистиканың әдістерін қолдана отырып, жұлдыздардың көрінерлік кинематикалық сипаттамаларының (меншікті қозғалысы, сәулелік жылдамдық, тангенциал жылдамдығы, кеңістіктік жылдамдық, көрінерлік айналу жылдамдығы) таралуын зерттеп, шын кинематикалық сипаттамаларының (қалдық жылдамдығының құраушылары, шын айналу жылдамдығы) таралуын анықтап, жұлдыздар жүйесінің біртұтас қозғалысының жалпы заңдылықтары жөнінде қорытындылар жасауға болады. Көптеген жұлдызды (мысалы, 1000 жұлдызды) қамтитындай сфера жүргізейік. Бұл жағдайда осы сфераға енетін жұлдыздар жылдамдықтарының орташа мәні сол жұлдыздар центроидының жылдамдығы деп аталады. Жалпы алғанда, жеке жұлдыздың жылдамдығы оның центроидының жылдамдығымен бірдей болмайды. Біздің Галактикада Күн өзінің центроидына қатысты қозғалады. Ал жұлдыздың өз центроидымен салыстырғандағы жылдамдығы оның қалдық жылдамдығы деп аталады. Қалдық жылдамдықтарды зерттеу арқылы Галактиканың симметриясы туралы әр түрлі болжамдар жасауға болады. Жұлдыз кинематикасында, негізінен, жұлдыздардың сәулелік жылдамдығы мен меншікті қозғалысы анықталады. Олардың көмегімен Галактиканың айналу заңын, бейтарап сутек тығыздығының таралу заңдылығын, Галактиканың спиральді тармағының орналасуын болжауға болады. Жұлдыз динамикасының негізгі мақсаты – жұлдыздық жүйелерге әсер ететін күштерді зерттеу арқылы олардың құрылысы мен эволюциясының заңдылықтарын анықтау. Осындай зерттеулердің бір саласы – нақты бақыланатын жұлдыздық жүйелер эволюциясының әр түрлі кезеңіне сәйкес келетін теориялық модельдер жасау. Теориялық модельдерде бір-біріне әсер етуші жұлдыздардың тарала орналасуы мен олардың қозғалысы өзара үйлесімді болуы тиіс. Бақылау нәтижесіне сүйенетін тәжірибелік модельдер де жасалады. Бірақ оларда жұлдыздардың тарала орналасуы мен қозғалысының арасында үйлесімділік бола бермейді. Жұлдыз астрономиясы 18 ғасырдың соңында В.Гершельдің еңбектерінде қалыптаса бастады. Ол біздің Галактиканың алғашқы моделін жасады. Күн қозғалысының оның айналасындағы жұлдыздармен салыстырғандағы бағытын анықтады. Гершель көптеген қос жұлдызды анықтап, олардың кейбіреуінде орбиталық қозғалыстың болатындығын ашты. И.Ньютонның бүкіл әлемдік тартылыс заңының Күн жүйесінен тыс жерлерде де орындалатындығын дәлелдеді. 1847 жылы орыс астрономы В.Я. Струве жарықтың жұлдызаралық кеңістікте жұтылатындығы жөнінде пікір айтты. 19 ғасырдың орта шенінде орыс астрономы М.А. Ковальский (1821 – 1884) Күннің жылдамдығын меншікті қозғалысы бойынша анықтайтын аналит. тәсілдерді тапты. 1944 жылы біздің Галактикамыздан басқа да жұлдыздық жүйелер – галактикалар бар екендігі толық дәлелденді. 1915 – 20 жылдары Дж.Джинс пен А.Эддингтон (Ұлыбритания), ал кейінірек В.А. Амбарцумян (КСРО) және С.Чандрасекар (АҚШ) жұлдыз динамикасының негізін қалады. 20 ғасырда Жұлдыз астрономиясы саласындағы зерттеулер көптеген елдердің астрономиясы обсерваторияларының басым көпшілігінде, сондай-ақ Қазақстанда Астрофизика институтында жүргізілді. Дереккөздер