Cтраница 3
Изложенная теория может дать достаточно полное описание эволюции от главной последовательности к ветви гигантов, но имеющаяся у шаровых скоплений горизонтальная ветвь еще не нашла объяснения в этой картине. Общепринятого мнения о том, как звезды попадают на горизонтальную ветвь, нет, но ключ к построению достаточно правдоподобной схемы такой эволюции может дать изучение их внутреннего строения. Существенными особенностями моделей этих звезд являются не очень большая масса их внешних слоев, а также наличие конвективного гелиевого ядра и конвективной оболочки, в которой происходит горение водорода. Важно, что горизонтальная ветвь наблюдается только у шаровых скоплений, у которых на ветви гигантов находятся звезды массой порядка солнечной. Гелиевые ядра таких звезд переходят в вырожденное состояние до начала горения гелия и в них нет конвекции. Когда в результате гелиевой вспышки начинается горение гелия, освобождается большое количество энергии, в результате чего вырождение в ядре снимается, газ расширяется и возникает конвекция. Таким образом, выполняется одно из самых существенных требований к звездам горизонтальной ветви. Чтобы добиться согласия с моделями звезд горизонтальной ветви, по-видимому, необходимо допустить истечение вещества из их внешних слоев. Хотя механизмы потери массы поняты плохо, такое предположение представляется не очень искусственным. [31]
Для Солнца tc значительно больше его времени жизни на главной последовательности и меридиональные течения лишь слегка изменяют закон вращения. Однако для типичной звезды верхней части главной последовательности дело обстоит совершенно иначе и любое начальное распределение угловой скорости будет быстро разрушено циркуляцией. Чтобы хоть отчасти устранить эту несогласованность теории, обычно вводилось слабое полоидальное магнитное поле, которое поддерживает заданный закон вращения, но не дает заметного вклада в тороидальные силы. В сущности, чтобы подойти к этому вопросу со всей строгостью, нужно подробно исследовать взаимодействие между вращением, магнитным полем и меридиональной циркуляцией. Перенос момента количества движения и магнитного потока этими течениями будет, вообще говоря, искажать картину вращения и магнитное поле, а значит, и саму циркуляцию. Но здесь, следуя Чандрасекару и Местелу, мы просто предположим, что достигнуто стационарное состояние, и будем изучать такие законы вращения и магнитные поля, на которые не влияет порождаемая ими циркуляция. Такой способ подходит только для звезд, у которых характерное время циркуляции мало по сравнению с характерным временем их эволюции. [32]
Почему скорости вращения, наблюдаемые у звезд верхней части главной последовательности, значительно больше, чем у звезд главной последовательности спектрального класса F5 и более поздних классов. [33]
Согласно общепринятой теории звездной эволюции, эволюция звезды после главной последовательности сопровождается сильным сжатием ее богатого гелием ядра и соответствующим расширением окружающей оболочки. Если двойная система достаточно широкая, то влияние одного компонента на другой незначительно и обе звезды будут эволюционировать как одиночные. Положение совершенно иное, если звезда, испытывающая вековое расширение, имеет спутник на близкой орбите - в этом случае рост звезды должен прекратиться, когда она заполнит свою критическую полость Роша ( см. разд. После того как звезда достигнет таких размеров, максимально допустимых с точки зрения динамики, стремление к дальнейшему расширению повлечет за собой вековую потерю ее массы: либо перетекание на спутник, либо истечение из системы. Такая картина подтверждается многочисленными наблюдениями особенностей, которые можно истолковать как результат течений газа в проэволюционировавших тесных двойных многих типов. Эволюции компонента тесной двойной, теряющего массу, посвящено много теоретических исследований, правда, ни в одном из них не рассматриваются детали реального перетекания массы, которое должно происходить, когда расширяющееся тело заполнит свою критическую полость Роша. Поскольку допущения ad hoc, которые принимались относительно скоростей перетекания массы и момента количества движения в тесног двойной, были самыми разнообразными, для более подробного знакомства с этими вопросами мы отсылаем читателя к литературе. [34]
Цифры указывают массу звезды в Ма, точки соответствуют главной последовательности и моментам возгорания гелия и углерода в ядре. [35]
Возраст скопления по существу совпадает со временем жизни на главной последовательности наиболее ярких звезд скопления в предположении, что все звезды образовались в одно и то же время; см. приложение А. [36]
В обоих случаях точка, где звезды скопления покидают главную последовательность, верхний конец главной последовательности, является чувствительным индикатором возраста скопления. Он примерно равен продолжительности пребывания на главной последовательности находящихся в этой точке звезд. Тогда естественным образом объясняется, почему диаграммы Герцшпрунга - Рессела всех шаровых скоплений очень похожи, дело в том, что это очень старые системы, возраст которых порядка 1010 лет. Рассеянные скопления, напротив, являются молодыми, их возраст меняется в широких пределах и соответственно сдвигается верхний конец главной последовательности этих систем. [37]
Вновь сформировавшаяся звезда идет вниз по прямой лимии, именуемой главной последовательностью. Первоначальное положение звезды на главной последовательности определяется ее массой. Более массивные звезды обладают вначале более высокими светимостью и температурой. После того как в звезде выгорела определенная часть ( скажем, 20 - 30 %) водорода, она начинает довольно быстро двигаться от главной последовательности вверх - в область красных гигантов. [38]
Первыми влияние твердотельного вращения на светимость и эффективную температуру звезды главной последовательности рассмотрели Свит и Рой. [39]
Хорошо известно, что на некоторой стадии квазистатического сжатия до главной последовательности немагнитная звезда полностью ( или почти полностью) конвективна. К сожалению, взаимодействие между турбулентной конвекцией и заданными магнитными полями изучено еще плохо. [40]
Что касается Солнца, по-видимому, типичной звезды нижней части главной последовательности, то теперь общепринято, что скорость вращения на его поверхности так или иначе определяется взаимодействием вращения с турбулентной конвекцией во внешних слоях ( см. разд. [41]
Что же до внутренних скоростей вращения Солнца и маломассивных звезд главной последовательности, то с точки зрения теоретика положение также весьма плачевно ( ср. Возможно, конечно, что эти звезды подходят к главной последовательности с ядром, вращающимся гораздо быстрее внешних слоев. [42]
Отметим, что звезда с М 0 12 Me достигает главной последовательности после прохождения максимума центральной температуры. [43]
Время в точке 1 определяет длительность гравитационного сжатия звезды к главной последовательности. [44]
Как влияет вращение на давление и температуру в центре звезды вдоль главной последовательности. На рис. 12.2 показаны изменения этих величин для твердотельно вращающихся моделей вблизи предела вращения. Мы видим, что на главной последовательности имеется критическая точка, в которой последствия вращения коренным образом меняются. При М 1 5 М Q величина рс растет за счет вращения, а для масс ниже 1 5 М Q уменьшается, с другой стороны, Тс из-за вращения всегда уменьшается, но для масс ниже 1 5 MQ ее изменение усиливается. [45]