Главная последовательность
Cтраница 2
Влияние вращения на эволюцию до главной последовательности маломассивных звезд с сильной конвекцией пока изучено плохо. Турбулентная конвекция порождает большую турбулентную вязкость, а это приводит к быстрому переносу момента количества движения, поэтому обычно считают, что вследствие конвекции вся звезда вращается твердотельно, возможно с критической угловой скоростью, при которой центробежная сила на экваторе уравновешивает тяготение. О const соблюдается лишь в том случае, когда турбулентные движения строго изотропны. Кроме того, даже если коэффициент турбулентной вязкости изотропен, имеются сильные свидетельства, что вязкое трение ведет к твердотельному вращению лишь тогда, когда силы инерции малы по сравнению с силами давления. [17]
Хотя на стадии сжатия к главной последовательности скорости реакций недостаточны для установления теплового равновесия, реакции с легкими элементами могут давать определенный вклад в тепловой баланс звезды. [18]
Не все звезды входят в главную последовательность. Есть некоторые красные звезды, которые, несмотря на их достаточно низкую температуру, имеют большие абсолютные величины, поскольку их вещество распространяется разреженным образом в значительном объеме. Среди красных гигантов наиболее известными являются Бетельгейзе и Антарес. Они настолько холодны ( что было открыто в 1964 году), что у многих из них атмосфера насыщена водяным паром, который распадается на водород и кислород при более высоких температурах, чем на Солнце. Белые карлики, имеющие высокую температуру, также выпадают из главной последовательности. [19]
Подробные расчеты пульсационной устойчивости невращающихся звезд главной последовательности с нормальным для населения I хцмическим составом впервые провел Леду в 1941 г. Как известно, преобладание лучистого давления над газовым в звездах верхней части главной последовательности приводит к тому, что масса химически однородной звезды, обладающей пульсационной устойчивостью, оказывается ограниченной сверху. Наличие теоретического предела массы для сферических звезд главной последовательности следует из того, что с приближением Fj к 4 / 3 самая низкая радиальная мода становится почти гомологичной ( т.е. г ос г в сферических координатах); поэтому амплитуда пульсаций этой моды в центре велика, а это позволяет механизму термоядерного возбуждения в ядре преодолеть гасящие эффекты переноса энергии в оболочке. До недавнего времени считалось, что пульсационная неустойчивость приводит к столь сильному нарастанию амплитуд пульсаций, что становится неизбежной потеря массы и что масса пульсационно неустойчивой звезды главной последовательности в конечном счете становится меньше верхнего предела масс. К сожалению, подробные нелинейные расчеты не подтвердили это раннее предположение. Рассматривая движения с конечной амплитудой, многие авторы обнаружили, что радиальные пульсации сферических звезд с М 100 - 300 MQ достигают предельной амплитуды и оказывают куда менее разрушительное воздействие на звезды, чем предсказанное линейным анализом. Иными словами, сферические модели в диапазоне масс 100 - 300 М0 вполне способны пережить пульса-ционную неустойчивость термоядерной природы без значительной потери массы. Поэтому механизм Леду может оказаться неэффективным для ограничения масс звезд верхней части главной последовательности. Кроме того, поскольку под поверхностью этих звезд может накапливаться большой момент количества движения, еще нужно выяснить, способно ли вращение сильно увеличить верхний предел масс по сравнению с пределом, найденным для невращающихся моделей. [20]
Уилсон обнаружил и другое свойство звезд главной последовательности классов F и G, связанное с наличием эмиссии Са II: для данного спектрального класса эмиссия Са II тем сильнее, чем моложе звезда. [21]
Главным механизмом отвода энергии у большинства звезд главной последовательности является излучение в оптической области, хотя для наиболее массивных звезд, М 20 A / Q, важную роль играет также потеря массы. Поэтому обычно скорость потерь энергии пропорциональна L, т.е. Мх. Как показывают расчеты, звезды уходят с главной последовательности, когда приблизительно 10 - 15 % заключенного в них водорода преобразуется в гелий, поэтому полная энергия, выделяющаяся на стадии главной последовательности, пропорциональна массе звезды. [22]
Эволюции идеализированной сферической звезды от рождения до главной последовательности посвящена обширная литература. Гравитационному коллапсу вращающегося газового облака уделялось гораздо меньше внимания, и это неудивительно. Рассматривая эту проблему, мы сразу же сталкиваемся с серьезной трудностью: чтобы образовались наблюдаемые звезды, исходный момент количества движения типичного сжимающегося облака, очевидно, должен уменьшиться на много порядков величины. Например, если протозвездное облако приобретает свой момент количества движения за счет галактического вращения, то он значительно превышает момент одиночных и даже двойных звезд главной последовательности. [23]
Таким образом, при данной светимости на главной последовательности время сжатия, по-видимому, мало зависит от выбранного закона вращения. [24]
Плотно заселенные зоны диаграммы Герцшпрунга - Рассела - главная последовательность и последовательности красных гигантов и белых карликов - соответствуют наиболее длительным стадиям эволюции звезд. Действительно, при случайной выборке звезд вероятность занести на диаграмму Герцшпрунга - Рассела звезду, находящуюся в состоянии, переходном от одной длительной стадии к другой, является, очевидно, очень малой. Мы приходим к выводу о том, что в эволюции звезд следует различать во всяком случае три стадии: главная последовательность, красный гигант, белый карлик. [25]
 |
Изменение угловой скорости ( а и среднего радиуса ( б в зависимости от массы вдоль главной последовательности вблизи предела вращения. ( Sackmann I. - J. А. Ар., 8, 76, 1970. [26] |
Влияние дифференциального вращения на строение звезд верхней части главной последовательности впервые рассмотрел Марк в 1968 г. Его расчеты, основанные на методе самосогласованного поля и политропном приближении ( см. разд. Впоследствии Боденхеймер, а также Монаган и Смарт независимо провели расчеты полной системы четырех уравнений внутреннего строения звезды, т.е. с учетом уравнений сохранения и переноса энергии. Поскольку обе последовательности моделей качественно согласуются с результатами Марка, мы проиллюстрируем главные особенности моделей дифференциально вращающихся звезд на примере расчетов Боденхеймера - самых подробных и многочисленных. [27]
Такое значение естественно получается при анализе коллапса звезд главной последовательности с типичным вмороженным магнитным полем на поверхности порядка 100 Гс. Уменьшение радиуса примерно в 105 раз приводит к увеличению Вр в 1010 раз. [28]
Синтез дейтерия идет в огромных масштабах в звездах главной последовательности: процесс p pD e v является первым шагом водородного цикла в звездах. [29]
Звезды сМ ЗМ0 появляются в оптике сразу на главной последовательности. В настоящее время не вполне ясно, является ли это следствием различных начальных условий или сказывается различие используемых численных методов. [30]
Страницы: 1 2 3 4