ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 1
136 |
ГЛ. VI. АМПЛИТУДЫ |
ЯРКОСТИ ВСПЫШЕК |
§ 20. Потеря лучистой энергии звезды путем вспышек |
||
Введем |
понятие эквивалентной |
продолжительности |
вспышки АТ следующим образом: |
|
|
|
|
(6.19) |
где интегрирование производится в пределах полной про должительности вспышки.
По существу, АТ есть ширина (в шкале времени) прямоугольника, высота которого равна амплитуде вспышки в единицах яркости звезды /.,.. Выражение (6.19) иногда называют интегральной интенсивностью [98].
Имея в виду (6.19), мы можем написать для энергии i{AU), освобождаемой звездой, например, в [/-лучах, во
время одной вспышки с амплитудой А U: |
|
і {AU) = АТ (І0млг; - 1) I, ([/) |
(6. 20) |
где /* (U) — интенсивность излучения |
(эрг/с) звезды |
в [/-лучах в нормальном состоянии (т. е. вне вспышки). Число вспышек в сутки с амплитудой от Д U до А U 1 равно fcF (AU). Полное количество энергии Е,, осво бождаемое звездой в сутки при всех вспышках со все
возможными амплитудами (больше 0"',1), будет
Ef = \i{AU)iu F{AU)d{AU), |
(6.21) |
где /и — частота вспышек для дайной звезды в [/-лучах — измеряется в единицах вспышка/сутки (ст. табл 2), а АТ — в секундах.
Полное значение энергии, излучаемой звездой в [/-лучах в сутки путем нормального лучеиспускания, составляет Е% = 7* ([/)-8,64-104 эрг. Поэтому будем иметь для отно шения лучистой энергии, освобождаемой звездой во время вспышек, к энергии, освобождаемой путем нормального лучеиспускания,
( j ^ a = l,15-10-5A77y ^ (іомли — 1) F {AU)d(AU). ( i. :’)
Аналогичное выражение можно написать и для диапа зонов V и В. При вычислениях числовые значения функ ции распределения амплитуд F (U) берутся из табл. 7
§ 20. ПОТЕРЯ |
ЛУЧИСТОЙ |
ЭНЕРГИИ |
ЗВЕЗДЫ |
|
137 |
||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
30 |
|
Относительная E f / E * и абсопютн-ія |
Er (U) энергия, |
|
|||||
|
излучаемая звездой во время вспышек |
|
|
||||
Звезда |
M y |
|
AfB |
E l.JE, |
E f U ) |
|
|
М ц |
|
|
1) |
||||
u |
В |
( E Q = |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Wolf 359 |
16,8 |
19,7*) |
18,5 |
0,088 |
0,021 |
0,16-10-« |
|
UV Cet |
16,1 |
•18,9*') |
17,7 |
0.-30G |
1,1-10-° |
||
V 1216 Sgr |
13,3 |
'16,3 |
15,1*) |
— |
0,0027 |
— |
|
YZ CMi |
12,3 |
14,9 |
14,0 |
0,054 |
0,0034 |
25-10-° |
|
EV Lac |
11,8 |
14,6 |
13,1 |
— |
0,00133 |
— |
|
AO Leo |
10,9 |
13,5 |
12,4 |
0,045 |
0,00128 |
73-10-° |
|
*) Принято |
и — В = + 1™20 и В — V --= + Г",180. |
|
|
|
|||
Как показывает анализ большого количества кривых блеска вспышек звезд типа UV Cet [99], числовые значения
Рис. 51. Относительное количество энергии, освобождаемое звездой во время вспышек в виде излучения в ff- и 77-лучах в зависимости от абсолютной светимости звезды М ѵ (UV C et=l).
АТ в среднем одинаковы для всех звезд и составляют при мерно 0,6 минуты. Любопытно, что в интервале А Г от
138 ГЛ. VI. АМПЛИТУДЫ ЯРКОСТИ ВСПЫШЕК
0,1 до 0,8 минуты АТ имеет тенденцию представляться гауссовой кривой случайного распределения.
Результаты вычислений для шести вспыхивающих звезд типа UV Get с различными абсолютными светимо стями, для которых имеются исходные данные не мень ше, чем о двадцати вспышках в данном спектральном диа пазоне наблюдений, представлены в табл. 30.
Сопоставление данных, приведенных в столбцах 5—7 табл. 30, с абсолютными светимостями звезд (столбец 2)
позволяет сделать следующие вы
воды: |
Доля |
лучистой энергии, ос |
||
а) |
||||
вобождаемой |
звездой |
во |
время |
|
вспышек, |
тем |
больше, |
чем |
абсо |
лютно слабее звезда; она состав |
||||
ляет 30% в случае UV Cet и 5% — |
||||
в случае |
AD Leo от нормального |
|||
лучеиспускания звезды в [/-лучах
ВS -лучах эти величины равны 2 %
и0,1% соответственно. Для боль шей наглядности эти данные пред ставлены графически на рис. 51, причем для UV Cet соответствую щие величины приняты за еди ницу.
|
|
Зависимость Ef/E* от Мѵ до |
||||
|
|
статочно |
хорошо |
представляется |
||
Рис. 52. Абсолютное |
ко |
следующей эмпирической |
форму |
|||
личество энергии ( 0 |
- |
лой: |
|
|
|
|
= 1), освобождаемое зве |
lg(Ef/Et) = a + b-Mv, |
(6.23) |
||||
здой во время вспышек в |
||||||
виде излучения в (/-лу |
|
|
|
|
|
|
чах в зависимости от |
аб |
где а = — 6,18 и |
Ъ = |
+ |
0,28 в |
|
солютной светимости зве |
||||||
зды М ѵ . |
|
[/-лучах, и в В-лучах |
а = |
— 3,08 |
||
|
|
и Ь = + |
0,16. |
|
|
|
Вывод о том, что относительная энергия вспышек уве личивается с уменьшением абсолютной светимости звез ды, качественно совпадает с тем, что мы имеем в случае вспыхивающих звезд в звездных ассоциациях (см. гл. XI).
б) |
Абсолютная энергия, излучаемая звездой во время |
вспышек, больше у абсолютно ярких звезд и меньше у сла |
|
бых |
(рис. 52). Различие в абсолютных энергиях вспы- |
§ 20. ПОТЕРЯ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ ЗВЕЗДЫ |
133 |
тек в £/-лучах, например, между UV Cet и AD Leo, со ставляет почти два порядка.
Зависимость Е-, от Му можно представить следующей формулой:
1g E f = c + dMv, |
(6.24) |
где с — — 0,31 и d — — 0,35 в 27-лучах, и Е/ измеряется в единицах Солнца. Числовые значения постоянных, входящих в формулы (6.23) и (6.24), конечно, могут слег ка изменяться при использовании другого наблюдатель ного материала.
Определяющим фактором, однако, следует считать о т- н о с и т е л ь н у ю величину энергии, освобожденной во время вспышек и даваемую соотношением (6.22), по скольку только эта величина характеризует степень не стационарности данной звезды. В этом отношении, напри мер, UV Cet является нестационарным объектом в гораздо большей степени, чем AD Leo.
Г л а в а VII
ПОКАЗАТЕЛИ ЦВЕТА ВСПЫШЕК
§ 1. Теоретические показатели цвета
Согласно гипотезе быстрых электронов относительный рост интенсивности излучения во время вспышки разли чен в разных участках спектра. Он очень велик в ультра фиолетовых лучах, довольно значителен в фотографиче ских и очень мал в фотовизуальных лучах. В результате цвет звезды во время вспышки меняется; она становится синее.
Аналогично тому, как это было сделано при опреде лении теоретических амплитуд повышения яркости во время вспышки (гл. VI), изменения цвета звезды также могут быть представлены в количественном виде, в зави симости от основных параметров вспышки — ее мощности, энергетического спектра быстрых электронов и темпера туры звезды. В цветовой системе UBV это можно делать, например, с помощью следующих соотношений:
В - Ѵ |
= - 2 , 5 С Ѵ+ 1,04; |
(7.1) |
U - B |
= +2,5СИ-1 ,1 2 , |
(7.2) |
где |
|
|
С у = |
у ’ С и = l g ц- > |
( 7 . 3 ) |
а U, В и V даются выражениям (6.2). В эти соотношения входит функция /*,(т, р, Т) — теоретическая интенсив ность излучения звезды во время вспышки на данной дли не волны. Беря соответствующие выражения этой функ ции для того или другого вида энергетического спектра быстрых электронов, можно найти из (7.1) и (7.2) число вые величины В — V и U — В.
Ниже приводятся результаты таких расчетов для различных случаев.
1 . ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЦВЕТА |
141 |
М о н о э н е р г е т и ч е с к и е |
э л е к т р о н ы . |
О д н о м е р н а я з а д а ч а . В таблице 31 приведены расчетные значения показателей цвета для звезды класса М5 в случае моноэнергетпческпх электронов и для одно мерной задачи. Значения функции І %(т, р, Т) берутся из (4.7). Вычисления произведены для ряда значений энер гии электронов — от р2 = 2 до р2 = 50 — и двух значе
ний т. Расчетные |
значения |
U — В и В — V для невоз |
||||
мущенной |
звезды |
(т = 0) равны: U — В — + 1т ,18 и |
||||
В — V = + |
1т ,82, что несколько отличается от их обыч |
|||||
ных наблюдаемых величин для звезды класса М5. |
||||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 31 |
|
Теоретические показатели цвета U — В п В — V ири вспышке |
|||||
|
звезды класса М5 в зависимости от энергии электронов р |
|||||
|
|
|
(одномерная |
задача) |
|
|
|
Т := 1 |
- = 0,1 |
|
- - = 1 |
= 0,1 |
|
|
и - в В - V и - в В - V |
ц* |
и - В в - ѵ и - В в - ѵ |
|||
|
|
|||||
2 |
— 0 т 33 + 0 ™ 8 S -} -0 т 2 5 + 1 т 4 9 |
10 |
— І т б З — 0 т 1 8 — 1 т 4 3 + 0 л і5 6 |
|||
3 |
— 0 ,9 4 + 0 , 3 5 — 0 ,6 1 + 1 , 0 4 |
20 |
— 1 ,7 3 - 0 , 1 9 — 1 ,4 5 + 0 , 7 1 |
|||
5 |
— 1 ,3 6 + 0 , 0 0 — 1 ,1 5 + 0 , 6 6 |
50 |
- 1 , 7 5 - 0 , 0 3 |
- 1 , 2 7 + 1 , 0 6 |
||
Из приведенных в табл. 31 данных можно сделать сле дующие выводы:
а) Во время вспышки звезда становится заметно синее. Изменения показателя цвета по сравнению с цветом не-
возмущеиной звезды |
при этом достигают 2т ,8 в системе |
|
U — В и 2т в системе В — V. |
|
|
б) Максимальные |
изменения показателей цвета как |
|
в системе U — В, так и в системе В — V достигаются при |
||
р2 = 10. В случае р2 |
10 показатели цвета практически |
|
не изменяются. |
комптои-эффекте |
минимальные зна |
в) При обратном |
||
чения показателей цвета могут быть |
такими: U — В = |
|
=1'",7 и В — V = — 0т ,2.
Ре а л ь н ы е ф о т о с ф е р ы . Этот случай проанали
зирован более подробно, поскольку ои ближе к действи-