Эволюционная последовательность
Cтраница 1
Эволюционная последовательность определена, если заданы следующие параметры: М, J, химический состав ( X, У, Z) и распределение момента количества движения на единицу массы j ( m -), где т - - доля массы, заключенная в цилиндре радиуса со вокруг оси вращения. Функция y ( mj), которая в ходе эволюции остается неизменной и удовлетворяет критерию устойчивости Хейланда ( см. разд. В самом начале численных расчетов, когда экваториальный радиус соответствует Teff 5000 К, строится дифференциально вращающаяся политропа с показателем п 3 при помощи. Из уравнения состояния идеального газа определяют температуру на каждой уровенной поверхности. Затем вычисляют светимость на каждой уровенной поверхности, интегрируя ио этой поверхности поток, полученный из уравнения лучистого переноса. Во внешних областях модели светимость практически постоянна, так что в большинстве случаев полная светимость L звезды определяется хорошо. Строя набор таких дифференциально вращающихся политроп для убывающих значений экваториального радиуса, или, что эквивалентно, для возрастающих значений отношения т K / W, получают эволюционную последовательность. Интервал времени между двумя моделями последовательности находят из закона сохранения энергии: он равен разности полных энергий двух конфигураций, деленной на среднюю светимость. [1]
В связи с этим кажется более реалистичным рассматривать эволюционные последовательности политроп с дифференциальным вращением, вводя вместо предположения о постоянной угловой скорости предположение о заданном распределении момента количества движения. Так поступили Боденхеймер и Острайкер ( см. разд. Короче говоря, такие последовательности дифференциально вращающихся политроп во всех важных отношениях напоминают последовательность сфероидов Маклорена и, в частности, никогда не достигают предела вращения. [3]
Еще продолжается выявление различных структурных типов галактик и их объединение в эволюционные последовательности. Выявлены галактики, обладающие мощным радиоизлучением. В 1963 обнаружены совершенно новые объекты, названные сверхзвездами, к-рые, по-видимому, расположены на расстоянии многих миллиардов световых лет и излучают больше, чем суммарное излучение целой галактики. [4]
Основной вопрос, касающийся любой схемы классификации, состоит в том, что именно она характеризует - эволюционную последовательность или же начальные условия формирования звезд и галактик. Ответ на этот вопрос до сих пор не известен. [5]
Поскольку во всех рассматриваемых эволюционных последовательностях плотность в центре растет со временем, большие характерные времена при некоторых значениях М и J дают нам основания полагать, что эти конфигурации могут в конце концов за 1010 лет достичь плотностей загорания углерода. Согласно Дюризену, такие модели могут быть предшественниками сверхновых I типа. [6]
Другими словами, если в природе существуют быстро вращающиеся белые карлики, то вследствие вязкой диссипации они должны быть горячими и яркими. С этой целью строились эволюционные последовательности моделей дифференциально вращающихся холодных белых карликов и детально рассчитывался перенос момента количества движения за счет непостоянной изотропной вязкости. В расчетах используется коэффициент вязкости вырожденных электронов в углерод-кислородной смеси с релятивистскими поправками. Таким образом, расчет изменения во времени момента количества движения на единицу массы из-за одного только вязкого трения дает эволюционную последовательность с постоянными значениями М и J. Начальные модели при / / 0 - это модели Острайкера и Боденхеймера, а функция j0 ( co) та же, что и у твердотельно вращающихся политроп с показателем п О или 3Л [ см. разд. [7]
Если отложить на диаграмме Г - Р большое число наблюдаемых звезд всех классов, то обнаруживается, что более 80 % звезд попадает в узкую диагональную полосу, называемую главной последовательностью. Следующий крупный класс звезд - белые карлики - включает около 10 % всех звезд. Основное значение диаграммы Г - Р в том, что она содержит данные об эволюционной последовательности звезд. Из теоретических расчетов звездной эволюции найдено, что в процессе своей эволюции звезды перемещаются по диаграмме Г - Р и проводят большую часть времени в наиболее населенных областях диаграммы. Эволюционный трек отдельной звезды на диаграмме Г - Р определяется ее начальным химическим составом и начальной массой. Таким образом, сравнение расчетов эволюции с наблюдаемым положением на диаграмме Г - Р дает информацию о начальных параметрах звезд, продолжительности каждой стадии их эволюции и о возрасте. [8]
В промежуток времени, больший еще на два порядка ( 1011 с), входит все то, что мы можем узнать из истории, охватывающей период всего только в несколько сотен поколений. За пределами этого периода мы должны придумывать какие-то особые косвенные методы оценки времени. Изучая, например, разнообразные окаменелости, которые мы находим в геологических образованиях, можно узнать кое-что о возрасте этих образований, а зная порядок, в котором отлагались породы, содержащие окаменелости, можно установить их эволюционную последовательность. [9]
Другими словами, если в природе существуют быстро вращающиеся белые карлики, то вследствие вязкой диссипации они должны быть горячими и яркими. С этой целью строились эволюционные последовательности моделей дифференциально вращающихся холодных белых карликов и детально рассчитывался перенос момента количества движения за счет непостоянной изотропной вязкости. В расчетах используется коэффициент вязкости вырожденных электронов в углерод-кислородной смеси с релятивистскими поправками. Таким образом, расчет изменения во времени момента количества движения на единицу массы из-за одного только вязкого трения дает эволюционную последовательность с постоянными значениями М и J. Начальные модели при / / 0 - это модели Острайкера и Боденхеймера, а функция j0 ( co) та же, что и у твердотельно вращающихся политроп с показателем п О или 3Л [ см. разд. [10]
Будет ли единое сжимающееся тело, обладающее начальным моментом количества движения, распадаться на две части в отсутствие существенных внешних возмущений, и если будет, то как должен происходить этот распад. Поскольку в основе лежит представление о том, что единое тело сначала становится вытянутым, а затем распадается на две части, любой подход к этому вопросу с необходимостью приводит к задаче трехмерной гидродинамики. Вот почему исчерпывающего решения этой проблемы до сих пор не было найдено, несмотря на многочисленные попытки. Более или менее строго рассматривались лишь модели, учитывающие малые колебания различных однородных эллипсоидов, которые по мере постепенного сжатия проходят ряд положений равновесия. Самоускоряющемуся коллапсу уделялось сравнительно мало внимания. Поэтому те три эволюционные последовательности, которые мы поочередно кратко опишем, в лучшем случае соответствуют образованию тесных двойных на стадии квазистатического сжатия звезды к главной последовательности ( см. также разд. [11]
Эволюционная последовательность определена, если заданы следующие параметры: М, J, химический состав ( X, У, Z) и распределение момента количества движения на единицу массы j ( m -), где т - - доля массы, заключенная в цилиндре радиуса со вокруг оси вращения. Функция y ( mj), которая в ходе эволюции остается неизменной и удовлетворяет критерию устойчивости Хейланда ( см. разд. В самом начале численных расчетов, когда экваториальный радиус соответствует Teff 5000 К, строится дифференциально вращающаяся политропа с показателем п 3 при помощи. Из уравнения состояния идеального газа определяют температуру на каждой уровенной поверхности. Затем вычисляют светимость на каждой уровенной поверхности, интегрируя ио этой поверхности поток, полученный из уравнения лучистого переноса. Во внешних областях модели светимость практически постоянна, так что в большинстве случаев полная светимость L звезды определяется хорошо. Строя набор таких дифференциально вращающихся политроп для убывающих значений экваториального радиуса, или, что эквивалентно, для возрастающих значений отношения т K / W, получают эволюционную последовательность. Интервал времени между двумя моделями последовательности находят из закона сохранения энергии: он равен разности полных энергий двух конфигураций, деленной на среднюю светимость. [12]
Страницы: 1