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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 139

Скачиваний: 1

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

§ lb. ВОЗБУЖДЕНИЕ

ЭМИССИОННЫХ

ЛИНИЙ ГЕЛИЯ

207

где

п (0++)

есть

концентрация

дважды

ионизованных

ионов

кислорода.

Между тем оно, это

поведение,

иам

не известно. Поэтому пельзя исключить

возможность об­

наружения

линии X 4363 [О III]

в спектре вспышки.

 

§ 15. Возбуждение эмиссионных линий гелия

Джой и Хыомасон первыми обнаружили эмиссионные линии гелия в спектрах вспыхнувших звезд; на спектро­ грамме, полученной ими во время упомянутой уже вспышки UV Cet 25 сентября 1948 г., они заметили слабые линии XX 4471 и 4026 нейтрального гелия и линию X 4686 ионизованного гелия [49].

Значительно позже появились более подробные описа­ ния поведения линии гелия в спектрах вспышек UV Cet и AD Leo [50, 56]. Обычно, в спокойном состоянии, линии гелия в спектре AD Leo отсутствуют. Но во время одной из самых мощных и самых продолжительных вспышек этой звезды (18.V.1965) удалось получить семь спектро­ грамм, на которых была видна линия X 4471 Не I, несмотря на то, что она попадает в область спектра со сложной абсорбционной структурой и измеряется очень неуверен­

но.

Эквивалентная ширина этой линии W (4471) =

4,5 А.

На

этой же

спектрограмме была видна также

линия

X 4026 Не I.

Обе эти линии достигают предельной интен­

сивности сразу же после максимума вспышки в общем свете. В дальнейшем линия X 4471 Не I как будто ослабля­ ется, а линия X 4026 Не I исчезает довольно быстро. Что касается линии Я, 4686 Не II, то она на упомянутых спект­

рограммах AD Leo

не была

видна совсем.

В случае UV Cet,

опять во

время одной из самых мощ­

ных вспышек этой звезды (24.IX .1965), уверенно и почти в течение всей вспышки наблюдалась линия X 4686 Не II с эквивалентной шириной от 3 до 7 Ä. Была обнаружена

также

линия X 4471 Не I с

эквивалентной шириной

6 -1 2

Â.

линии гелия появляются

Следует подчеркнуть, что

не всегда, и, по-видимому, их возбуждение коррелируется с абсолютной энергетической мощностью вспышки. Так, папрпмер, во время одной вспышки YZ СМі (27.11.1966) удалось получить [121] спектрограмму синей области спектра, на которой были отчетливо видны эмиссионные


208

ГЛ. IX. ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭМИССИОННЫХ ЛИНИЙ

линии На, Нр, IiY, Hs, IL и Ca II

j-3933, по линии нейтраль­

ного

и ионизованного гелия

отсутствовали совсем.

Далее, сопоставляя величины амплитуд упомянутых выше вспышек AD Leo и UV Get с фактом появлепня или отсутствия топ пли иной гелиевой линии, можно прийти

к заключению, что, например, когда амплитуда вспышки

в 5-лучах равна 1т ,8, линия X 4686 Не II во время вспыш­

ки не видна (AD Leo,

18.VI. 1965), но когда AF = 1т ,9

пли, согласно рис. 23,

ДВ — Зт ,8, то линия X 4686 Не II

хорошо заметна (UV

Cef, 24.IX.1965).

Таким образом, способность возбуждать липни гелия

с интенсивностью, доступной для обнаружения, является характерной чертой сильных вспышек, когда амплитуда вспышки достаточно велика.

Ниже будет показано, что, оставаясь в рамках гипоте­ зы быстрых электронов и сохраняя уже принятые выше величины их энергии (р,2 ~ 10), можно дать естественное объяснение появлению эмиссионных линий нейтрального и ионизованного гелия во время сильных вспышек.

Прежде всего, что такое сильная вспышка? Согласно модели вспыхивающей звезды, данной в главе III, быстрые электроны могут иметь локальное рождеігае, но не ло­ кальное распределение. Когда мы говорим о сильной

вспышке, то

имеем в виду достаточно высокое значение

т не в одном, сравнительно узком

направлении, а во всех

направлениях

оболочки. Ясно,

что в этом случае надо

иметь очень много быстрых электронов или много первич­ ной материи, независимо от того, носит ли выброс этой материи локальный характер или огг охватывает всю поверхность звезды.

На рпс. 69 изображена схема оболочки нз быстрых электронов, образующейся во время вспышки, в центре которой находится звезда — холодный карлик. На внут­ реннюю границу оболочки падает излучение от звезды с планковским распределением В ѵ(Т), н выходит, в резуль­ тате взаимодействия с быстрыми электронами, уже с дру­

гим распределением,

закон которого нам уже известен —

/ ѵ (т, р, Т). Помимо

этого, на внутренней границе обо­

лочки мы имеем также направленное внутрь, в сторону

звезды,

излучение

с интенсивностью К ѵ (т).

Вид этой

функции

нами был

выведен раньше (§ 2 гл.

IV).

Ясно,

что это

излучение

имеет шансы в т о р и ч н о

пройти


§ 15. ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭМИССИОННЫХ ЛИНИЙ ГЕЛИЯ

209

через оболочку из быстрых электронов, после

выхода

из которой оно будет иметь уже совсем другое распреде­

ление Qv (т, р.,

Т), отличное

от К ч (х). В частности,

максимум его

интенсивности

будет перемещен еще

Рис.

69. Вторичное прохожде­

Рис. 70. Распределение

непре­

ние комптоновского излучения

рывного

излучения

в

области

через

оболочку из быстрых

нопнзуюншх гелий

частот в

 

электронов.

спектре

вспыхнувшей

звезды

 

 

 

класса М5.

 

дальше—в область очень коротких воли. Вид этой функ­

ции дается следующим

соотношением:

(МВ Щ Л

3

h

кТ

1

3

с®

h )

fl*

XF*(x)e~^. (9.47)

 

 

 

 

 

Распределение энергии в спектре излучения, дважды проходящего через слой быстрых электронов, имеет, таким образом, вид

СѵОі.Г)

(9.48)

На рисунке 70 показана кривая

этой функции в шка­

ле длин воли; она имеет максимум у X ~ 100 А (для звезды класса М5 и случая моиоэнергетических электронов с І_і“ = 10). Интенсивность приведена в произвольных еди­ ницах; при данном значении т следует Qv умножить на xF.z (т) е~~. Заметим, что Q4 уменьшается с уменьшением X гораздо быстрее, чем / ѵ (т). Отсюда следует, что ощути­ мый поток излучения в области X ~ 500 Ä действительно



210

ГЛ. IX. ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭМИССИОННЫХ

ЛИНИЙ

можно наблюдать только при мощных вспышках,

когда

т

велико.

 

 

Таким образом, в результате вторичного прохождения

планковского излучения звезды через слой быстрых электронов, максимум распределения излучения переме­ щается за границу иоипзацип Не и Не+, тем самым обес­ печивая нужный поток ионизующей гелий энергии.

Дальше все происходит так, как при возбуждении эмиссионных линий водорода. Часть ионизующего гелий

излучения Lc (Не) будет направлена из оболочки в

сторо­

ну звезды, на хромосферу, где и возбуждаются

линии

нейтрального

и ионизованного

гелия.

Количественный

анализ теоретических эквивалентных

ширин липий

гелия

на основе изложенного может быть

проведен так, как

это было сделано в случае

водородных

линий.

 

В заключение следует подчеркнуть, что определенный

(а при очень

сильных вспышках

даже

основной)

вклад

в возбуждение эмиссионных линий гелия во

время

вспышек звезд может внести

нетепловое

тормозное излу­

чение быстрых электронов

(гл.

VIII).