Файл: Гурзадян, Г. А. Вспыхивающие звезды.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 133

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

142

ГЛ. VII. ПОКАЗАТЬЛИ

ЦВЕТА ВСПЫШЕК

тельностп. На этот раз функция I %(г,

р, Т)

заменяется

функцией Н я, (т, р, Т) и берется из (4.27).

 

 

р2

Рассмотрим сначала зависимость U В жВ V от

при максимальных значениях амплитуды

(т ~ 0,6).

Результаты вычислений для звезды класса М5 представ­ лены на рис. 53 в виде графиков зависимостей U — В и

ВV от р2 в интервале от р2 =

=0 до р2 = 100. Как следует из этого рисунка, величины U В

иВ V вначале быстро па­ дают с ростом р2 до значений

 

р2 ~

10,

а

дальше,

в

пре­

 

делах р2

от

10 до

100, они не

 

претерпевают существенных из­

 

менений. Предельные

значения

 

при этом получаются равными:

 

U — В = — Г",80,

В — Ѵ =

 

— 0m,38, т. е. почти то же са­

 

мое, что в случае одномерной

 

задачи.

образом,

 

величина

 

Таким

 

 

р2 — 10 является

оптимальной

 

не только

для объяснения на­

 

блюдающихся

амплитуд

вспы­

 

шек, но и, как увидим дальше,

/ь*

для

объяснения

цветов

звезд,

регистрируемых во время вспы­

Рис. 53. Изменение показа­

шки. Поэтому дальнейшие вы­

телей цвета U — В жВ V

числения

будут

проводиться,

в зависимости от р2.

только для случая

р2 =

10.

 

В

таблице 32 представлены

величины теоретических показателей цвета для случая реальных фотосфер, моноэнергетических электронов (р2 =

10) и при разных значениях мощности вспышки. Здесь необходимо сделать следующее замечание. В на­

ших вычислениях везде принимается для распределения непрерывного спектра невозмущенной звезды планковский закон, соответствующий данной эффективной тем­ пературе звезды. Между тем из-за влияния линий и по­ лос поглощения реальное распределение энергии в спект­ ре звезды может существенно отличаться от планковского.

Вследствие этого вычисленные нами теоретические пока- .


§ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЦВЕТА

143

Т а б л и ц а

32

Теоретические показатели цвета U В п В — V при вспышке звезд классов Мб — К5 в зависимости от мощности вспышки т (моиоэлергетнческие электроны, р2 = 10)

(спектр)Температуразвезды

цветаПоказателя

1

0,1

0,01

0,001

0,0001

0

2600° В - V

— 1™60

— 1т 60

— 1т 52

—0т 95

+ 0 т 48

+ 1 т 57

 

и - в

(Мб)

 

- 0 ,2 9

— 0,21

+ 0 ,2 7

+ 1 ,4 2

+ 1 ’ 99

+ 2 ,1 0

2800°

и — в

В — V

— 1,63

— 1,60

— 1,38

- 0 ,3 7

+ 0 ,8 0

+ 1 ,1 8

(М5)

и — в

- 0 ,2 9

—0,13

+ 0 ,6 3

+ 1 ,5 5

+ 1 ,7 9

+ 1 ,8 2

3600°

 

— 1,65

— 1,47

— 0,67

+ 0 ,2 1

+ 0 ,4 3

+ 0 ,4 5

(МО)

В V

( - 0 ,8 9 )

( - 0 ,7 1 )

(+ 0 ,0 9 )

(+ 0 ,9 7 )

(+ 1 Д 8 ) (+ 1 ,2 1 )

 

 

 

—0,23

+ 0 ,2 4

+ 1 ,0 1

+ 1 ,2 6

+ 1 ,2 9

+ 1 ,3 0

4200°

и - в

( - 0 ,1 0 ) (+ 0 ,3 7 )

(+ 1 ,1 2 )

(+ 1 ,3 8 )

(+ 1 ,4 2 ) (+ 1 ,4 8 )

 

— 1,62

— 1,25

—0,38

+ 0 ,0 3

+ 0 ,0 9

+ 0 ,1 0

(К5)

В — V

( - 0 ,6 0 ) ( - 0 ,2 3 )

(+ 0 ,6 4 )

(+ 1 ,0 5 )

(+ 1 ,1 1 )

(+ 1 ,1 2 )

 

 

 

- 0 ,1 3

+ 0 ,4 4

+ 0 ,9 2

+ 1 ,0 1

+ 1 ,0 2

+ 1 ,0 3

4900°

и — в (+ 0 ,0 2 )

(+ 0 ,5 9 )

(+ 1 ,0 7 )

(+ 1 ,1 6 )

(+ 1 ,1 7 )

(+ 1 ,1 8 )

В — V

— 1,55

— 1,01

—0,39

—0,23

— 0,21

— 0,21

(КО)

 

( - 0 ,8 6 ) ( - 0 ,3 2 )

(+ 0 ,3 0 )

(+ 0 ,4 6 )

(+ 0 ,4 8 ) (+ 0 ,4 8 )

 

 

- 0 ,0 3

+ 0 ,4 9

+ 0 ,7 5

+ 0 ,7 8

+ 0 ,7 9

+ 0 ,7 9

 

 

(+ 0 ,0 0 )

(+ 0 ,5 2 )

(+ 0 ,7 8 )

(+ 0 ,8 1 )

(+ 0 ,8 2 )

(+ 0 ,8 2 )

затели цвета могут отличаться от их наблюдаемых вели­ чин. Если бы относительное'отклонение зо всех участках спектра было одинаковым, то различие между теоретиче­ скими и наблюдаемым показателям цвета оказалось бы незначительным. По-видимому, так обстоит дело в слу­ чае звезд класса Мб и М5; расчетные показатели цвета этих звезд в невозмущенном состоянии (т = 0) оказа­ лись очень близкими к их наблюдаемым значениям

(табл. 33).

Но, начиная с класса МО и ранее, это различие ощу­ тимо. Так, например, для класса КО расчетные показатели

цвета равны: U В = —0т ,21 и

В V = + 0™,79,

в то время как наблюдения дают

U В =

+ O’",48 и

В — V = + 0'",82. Если мы хотим провести

сравнение


144

 

ГЛ. VII. ПОКАЗАТЕЛИ

ЦВЕТА

ВСПЫШЕК

 

 

 

 

Т а б л и ц а 33

Наблюдательные

і сказатели

цвета для

звезд главной

последовательности по данным Джонсона н Моргана [58]

С пеі<тр

U - B

В - V

Спеі<тр

и - и

В - V

ВО V

(—1т 13)

(—0т 32)

F2 V

от оо

+ 0 т 37

В1 V

—1,00

- 0 ,2 8

GO V

+0',06

+ 0 ’,60

В2 V

—0,86

—0,24

GO 1'

+0,21

+ 0,68

ВЗ \

—0,71

—0.20

КО V

+ 0,48

+ 0,82

В5 V

—0,56

—0.16

К5 V

+ 1,12

+ 1,18

АО V

0

0

Ml V

+1,21

+ 1,48

А5 V

4-0,09

+0,15

М5 V

+ 1,24

+ 1,69

F0 V

+ 0,02

+ 0,30

 

 

 

наших расчетных величин U В и В — V с наблюдае­ мыми данными, необходимо прежде всего каким-то обра­ зом устранить это несоответствие. Полагая, что оно це­ ликом вызвано отклонением реальных распределений в спектрах упомянутых звезд от плаиковского, мы можем внести соответствующую поправку в (7.1) н (7.2) для каж­ дого класса звезды в отдельности таким образом, чтобы расчетные показатели цвета для невозмущениой звезды совпали с их наблюдаемыми значениями. Очевидно, это равносильно параллельному смещению кривых зависи­ мостей U В или В V от т вдоль оси показателей цве­ та. Найденные таким путем исправленные показатели цве­ та приведены в табл. 32 в скобках.

С л у ч а й г а у с с о в а р а с п р е д е л е н и я б ы­

ст р ы х э л е к т р о н о в . Как показывают вычисления,

вкачественном отношении нет различия между теоретиче­ скими показателями цвета в случае гауссова распреде­ ления быстрых электронов и в случае моноэнергетических электронов. Поэтому в дальнейшем мы будем поль­ зоваться данными табл. 32 при всех энергетических спект­ рах электронов.

Обращает на себя внимание большая чувствительность U В от мощности вспышки (см. табл. 32). Даже при очень слабых вспышках (т = 0,0001) цвет звезды в ко­ ротковолновой области спектра претерпевает существен­ ное изменение.


§ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗАВИСИМОСТЬ U — В ОТ В —V

145

§ 2. Теоретическая зависимость XI В от В V

Теоретическую диаграмму зависимости U—В от В — Ѵ в случае гипотезы быстрых электронов можно достроить, пользуясь данными табл. 32. Эта диаграмма приведена

0 -8

Ряс. 54. Гипотеза быстрых электронов: теоретическая диаграмма U В ~ В V при вспышке звезд поздних классов (сплошные линии). Пунктир — линии одинаковой мощности вспышки т.

Штрих-пунктирная линия — главная последовательность.

на рис. 54, где сплошные линии изображают зависи­ мость U В ~ В V для! звезд классов Мб, М5, МО и К5.

Все кривые берут начало практически с главной по­ следовательности, вернее, с ее нижней половины, соответ­ ствующей звездам поздних классов; здесь имеем т = 0.

ш - ГЛ. VII. ПОКАЗАТЕЛИ ЦВЕТА ВСПЫШЕК

По мере увеличения т, т. е. по мере возрастания мощности вспышки, кривые идут все выше и выше, постепенно уда­ ляясь от главной последовательности. Верхние предель­ ные положения кривых соответствуют оптимальному значению т, при котором амплитуды вспышек достигают максимальных значений. Таким образом, двигаясь вдоль каждой из этих кривых, мы переходим от одной вспышки к другой. Положения точек на этих кривых, соответ­ ствующих заданному значению т, соединены пунктирными линиями.

Обращает на себя внимание большая удаленность кри­ вых, соответствующих звездам класса Мб и М5, от глав­ ной последовательности; местами это удаление соответ­ ствует 2т ,5. Гипотеза быстрых электронов приводит к со­ вершенно новой форме диаграммы U В ~ В V. Достаточны поэтому даже самые приблизительные оценки показателей цвета звезды в момент вспышки или же ка­ кой нибудь нестационарности звезды, подозреваемой в не­ тепловой природе излучения, чтобы определить, обус­ ловлено ли это излучение быстрыми электронами или нет.

§ 3. Зависимость U В от В V в случае горячего газа

Существует мнение, согласно которому вспышки звезд могут быть объяснены свечением ионизованного газа, выброшенного звездой («гипотеза горячего газа»). В связи с этим представляет интерес сопоставление диаграммы U В ~ В V, построенной для этого случая, с вы­ веденной выше цветовой диаграммой в случае быстрых электронов.

Гипотеза горячего газа рассматривает свечение систе­ мы, состоящей из звезды позднего спектрального класса и оптически тонкого (или толстого) слоя ионизованного газа.

В зависимости от того, в каких пропорциях присут­

ствуют эти два компонента в общем

свечении системы,

будем иметь разные величины

U В я В V.

Обо­

значая через (U В)%

и — F)*

показатели

цвета

для чисто «звездного»

свечения, а

через

(U В)0 и

Ѵ).0 — для «чисто газового»

свечения,

будем

иметь


§ 3. ЗАВИСИМОСТЬ и — В о т

В — V .

 

147

для показателя цвета системы U В и В V:

.

U - В = - 2 ,5 lg {10-м[Ц/—В)0+1.12] |_ д .

[<ü-ß>*+M2]} +

+

2,5 lg (1 + а) -1 ,1 2 ;

(7.4)

В V = + 2,5 lg {IO0’4

+ a - 10°4

 

+

-1-2,5 lg (1 -{-а)- l / H , ‘

(7.5)

где а является параметром системы и представляет собой отношение потока излучения звезды к потоку излучения горячего газа в фотографическом диапазоне:

 

 

 

В,(Т)BydX

 

 

 

 

~ - г - - - - ,

 

(7-6)

В х — кривая

реакции

фотометрической

системы

в

77-

лучах. Случай

а — 0 относится

к чисто

газовому

излу­

чению, случай а— с о

к чисто звездному излучению. Зна­

чения (UВ)А, и — F)..., соответствующие цветам «чистой»

звезды, берутся из

табл. 33, а

значения (U В)0

и

(В —У)0, соответствующие рекомбинационному излучению ионизованного газа, приведены в табл. .34 для ряда зна­ чений электронной температуры, как для случая оптически

толстого ионизованного

газа (пе

10е см-3), так

и тон­

кого (пе < 10б см-3) [100].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 34

 

Теоретические показатели цвета (U В )j и (В Ѵ)3 для

 

поішзовашюго газа при

разных значениях

электронной

 

 

 

температуры

 

 

 

 

т е

 

5000°

10 000°

20 000°

SO 000°

пе >

10° см 3

(U -

В)3

—l m09

—0™94

—0m78

—0CT51'

 

 

-

Ѵ)3

—0,56

- 0 ,3 8

—0,25

—0,19

пе <

10° см-3

(<и - В ) ,

- 0 ,8 6

- 0 ,7 9

—0,73

—0,62'

 

 

(В -

ѴЬ

—0,01

+ 0 ,0 3

+ 0 ,0 4

+ 0 ,0 4