Расскажи друзьям:
Меню сайта


Информация
Комментировать статьи на сайте возможно только в течении 30 дней со дня публикации.
» » Пекулярные звёзды: в чём причина странного состава их поверхности?

Пекулярные звёзды: в чём причина странного состава их поверхности?

Размер шрифта: A A A



Чтобы узнать состав звезды, астрономы анализирует спектр её излучения. Именно в нём содержится информация об элементном составе вещества светила. Получаемая таким образом информация более или менее однородна: большинство звёзд имеет тот же состав атмосферы, что и Солнце. И это понятно: после Большого взрыва все звёзды первого поколения были очень похожи, как и порождённые ими вещества, что обусловило и состав доживших до нашего времени звёзд второго поколения и их «потомков» вроде нашего Солнца.

Однако некоторые из молодых звезд (примерно 15%) выделяются: в их спектрах многие элементы, в особенности тяжёлые, представлены значительно полнее. Более того, по составу эти так называемые химически пекулярные светила (или CP-звёзды) сильно разнятся и между собой. Начиная с 1930-х годов предлагаются самые различные решения этой головоломки.

Почти сразу астрофизики пришли к выводу, что такие звёзды в целом обладают нормальным химическим составом, а их поверхность по каким-то причинам обогащена одними элементами и обеднена другими. Но каков механизм этого разделения? «В 70-х годах появилась теория сепарации элементов CP-звёзд в результате суммарного воздействия светового давления, гравитации и диффузии в атмосфере, — рассказывает академик РАН Анатолий Шалагин. — Сегодня она считается наиболее предпочтительной». В последние годы группа российских учёных под руководством г-на Шалагина развивает иную концепцию — так называемого светоиндуцированного дрейфа. Что это?

Явление светоиндуцированного дрейфа (СИД), открытое более 30 лет назад, наблюдается, когда газовые среды попадают под действие резонансного излучения: в лабораторных условиях оно обычно лазерное. Изменяя его частоту, можно управлять величиной и направлением дрейфа различных газовых компонентов. В такой смеси двух газов один компонент резонансно поглощает лазерное излучение, а второй газ (буферный) никак с ним не взаимодействует. Обычно длина свободного пробега молекул газа является изотропной величиной — одинаковой во всех направлениях. А вот если на частицы подействовать излучением, частота которого находится вблизи резонансной, когда поглощающие частицы переходят из возбуждённого состояния в основное, то длина их свободного пробега становится анизотропной. То есть в одном направлении частицы газа будут двигаться в среднем чаще и дальше, чем в остальных.

Это ведёт к систематическому дрейфу поглощающих частиц газа относительно частиц газа буферного. Именно так и происходит светоиндуцированный дрейф. В основе СИД-эффекта лежит эффект Доплера, обеспечивающий разноскоростное возбуждение частиц излучением. Чтобы такой дрейф мог реализоваться в химически пекулярных звёздах, нужно, утверждают авторы концепции СИД, чтобы у звезды была спокойная, неконвективная (без сильных восходящих потоков) атмосфера, где есть «буферный» газ, а также асимметрия спектра излучения в пределах линии поглощения (чтобы обеспечить разноскоростное возбуждение частиц газовой среды).

Первое условие — одно из наиболее важных, и оно, к счастью, выполняется для молодых звёзд. Остальные условия характерны для атмосфер всех звёзд. В качестве буферного газа там выступают гелий и водород — в основном находящиеся в нейтральном состоянии. Остальные же компоненты атмосферы ионизированы.

Несмотря на то что эти идеи развиваются группой г-на Шалагина не первый год, в мире в целом доля публикаций с применением механизма СИД довольно мала, так как основная масса учёных по-прежнему предпочитает механизм светового давления.


Одинаковые по величине, но разнонаправленные потоки возбуждённых (je) и невозбуждённых (jg) частиц испытывают разное сопротивление со стороны буферного газа, поэтому поглощающие частицы дрейфуют в одном направлении, накапливаясь в атмосфере звезды.

«Это связано с тем, — говорит А. М. Шалагин, — что Ж. Мишо, автор модели, основанной на световом давлении, в своё время провозгласил, что механизм СИД будет работать только в исключительных случаях, для нейтральных атомов, но не для ионов. В последние годы появилась возможность поспорить с этим суждением. Есть литературные данные по потенциалам взаимодействия возбуждённых и невозбуждённых ионов с водородом и гелием. На их основе мы рассчитали транспортные частоты столкновений и подтвердили, что для ионов будут почти такие же изменения транспортных частот при возбуждении, как и для нейтральных атомов. В некоторых случаях влияние СИД на порядок выше светового давления; возможны ситуации, когда это преобладание меньше или больше данной величины».

Более того, последние численные расчёты группы Шалагина показали, что сепарация химических элементов под действием светоиндуцированного дрейфа ионов в условиях атмосфер холодных СР-звёзд может быть на порядок более эффективна по сравнению с сепарацией, обусловленной световым давлением. В то же время в атмосферах горячих звёзд можно ожидать примерно одинаковую величину проявления эффектов светоиндуцированного дрейфа и светового давления. И лишь для очень горячих пекулярных звёзд СИД-эффект проявляется слабо: там превалирует механизм светового давления.

Что всё это означает? В первую очередь то, что попытка найти единственный и универсальный механизм формирования пекулярных звёзд не вполне адекватна реальности. Они столь различны между собой, что один и тот же процесс не может доминировать на всех их разновидностях. С другой стороны, длительная полемика между сторонниками светоиндуцированного дрейфа и концепции доминирования светового давления, похоже, исчерпала себя: правы обе стороны, вся разница лишь в степени применимости их теорий по отношению к разным по температуре поверхностям пекулярных звёзд...


Эту страницу можно сохранить в соц. сетях и показать друзьям.


Категория: Новости / Космос | Просмотров: 1101

Читайте также:
  • УСТРОЙСТВО ВСЕЛЕННОЙ - РАЗМЫШЛЕНИЯ АСТРОЛОГА.
  • Создан наиболее подробный каталог наблюдаемых звезд Млечного пути
  • Ученые нашли следы первых звезд
  • Астрофизики разоблочили белых карликов в уничтожении своих планет
  • Звезды-белые карлики обедают планетами
  • Десятилетнее исследование команды астрономов завершилось созданием подробнейшего каталога, который
    А это не так просто... Астрофизики обнаружили следы света первых звезд во Вселенной, пишут
    Британские астрофизики выяснили, что белый карлики обладают достаточно хищным характером. Изучив
    Химический состав пылевых поясов вокруг четырех звезд-белых карликов показал, что эти звезды