ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
|
|
Х И М И ЧЕС КИ Й |
СОСТАВ |
О Ё О Л О Ч ЕК |
|
|
71 |
||||||
где |
индекс |
i взят |
по |
водороду, |
%i — энергия |
связи, |
|||||||
g — факторы |
Гаунта, |
Ъ — факторы |
Мензела |
|
(учиты |
||||||||
вают |
«неравновесность» |
распределения по состояниям), |
|||||||||||
Р ^ |
1 — факторы |
ускользания |
квантов |
(1—р — мера |
|||||||||
самопоглощения), |
W — |
эквивалентные |
ширины |
линий,' |
|||||||||
G > |
0 — постоянная |
(зависит |
от |
распределения плот |
|||||||||
ности в оболочке, содержания Не и относительной |
про |
||||||||||||
тяженности зон стратификации). |
При |
оценках |
Min |
|
|||||||||
используется |
прием |
перехода к пределу серии, |
опираю |
||||||||||
щийся на следующие |
соображения. |
В |
случае |
уи |
О |
||||||||
при |
любом неселективном |
механизме возбуждения фак |
|||||||||||
торы |
bt стремятся |
к |
Ъ == 1, |
что присуще континууму |
|||||||||
с его равновесным |
распределением |
частиц |
по энергиям. |
||||||||||
В оболочках |
звезд |
|
WR |
это стремление |
усугубляется |
«выравнивающим» действием слабых электронных уда ров (Рублев, 1965а; Кастор и Ван Клерком, 1970), благодаря которым равенство Ь = 1 реализуется задолго До границы континуума. Поведение факторов {1 анало гично: с продвижением к границе серии сила осциллятора убывает и осуществляется переход к условиям оптически тонкого слоя, когда р = 1. Такое просветление усугуб ляется в случае расширения атмосферы с большой ско
ростью |
благодаря дифференциальному |
доплер-эффекту. |
||||||
Таким |
образом, |
при любом |
механизме возбуждения |
|||||
lim - l.'f г^м — = |
1. |
Так как G > 0 , то Min (Не/Н) = 1/N; |
||||||
xi-0 (ЬагвмОнен |
|
|
|
|
предельного |
пе |
||
число N получаем путем графического |
||||||||
рехода |
по наблюдаемым отношениям W (Н I)/W (Не II) |
|||||||
(рис. 21). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нижние пределы содержания Не у пяти звезд WR |
||||||||
даны в табл. 14. |
|
При использовании простой небулярной |
||||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
14 |
|
Относительное содержание гелия в атмосферах звезд WR |
|
|||||||
HD |
|
191765 |
192103 |
192163 |
192641 |
193077 |
||
Min Не/Н |
3,9 |
3,8 |
3,5 |
3,3 |
4,3 |
|
||
Ш п 8(Не) |
0,80 |
0,79 |
0,78 |
0,77 |
0,81 |
|
||
6(Не) |
0,87: |
0,90: |
0,85: |
0,88: |
0,91: |
|
72 |
З В Е З Д Ы ВО Л ЬФ А — РА Й Е |
[Гл, 2 |
модели можно оценить G и найти относительное содержа |
||
ние ьне! результаты приведены там же. |
1943; Зан- |
|
|
Оценки обилия тяжелых элементов (Адлер, |
стра и Винен, 1950) опираются па ряд упрощающих
предположений; |
результаты здесь пока очень условны. |
|||||||||
Интересен вопрос о причинах разделения звезд WR |
||||||||||
на две группы. |
Преобладает мнение, |
что здесь мы имеем |
||||||||
|
|
|
|
дело |
с параллельными |
|||||
|
|
|
|
последовательное т я м и |
||||||
|
|
|
|
звезд с различным со |
||||||
|
|
|
|
держанием |
|
С, |
N и О. |
|||
|
|
|
|
Уже |
отмечалось, |
что |
||||
|
|
|
|
граница между спектра |
||||||
|
|
|
|
ми WN и WC не являет |
||||||
|
|
|
|
ся резкой; тенденция к |
||||||
|
|
|
|
разделению на азотную |
||||||
|
|
|
|
и |
углеродную группы |
|||||
|
|
|
|
проявляется |
также |
у |
||||
|
|
|
|
звезд Of (Свинге и Стру |
||||||
|
|
|
|
ве, |
|
1941; |
Кумайгород- |
|||
|
|
|
|
ская, 1964) и ОВ (Вал- |
||||||
|
|
|
|
борн, 1971). Возможно, |
||||||
|
|
|
|
что наблюдающееся |
де |
|||||
|
|
|
|
ление звезд WR вызва |
||||||
Рис. 21. К оценке минимального |
но не только отличиями |
|||||||||
содержания гелия в атмосферах звезд |
химического |
состава. |
||||||||
WR' тут. _. |
|
. |
Wj3(HI) |
Наиболее |
радикальных |
|||||
R’ 1 |
gil2 |
\Ум (Не11) |
взглядов придерживает |
|||||||
(Рублен, |
1972 a). |
ся Андерхилл (1957а, |
||||||||
|
|
|
|
1958, 1968), |
по мнению |
|||||
которой последовательности не параллельны, |
а продолжа |
ют друг друга, причем преобладание линий углеродных ионов в спектрах WC и азотных в спектрах WN связано лишь с различием эффективных температур (принимается, что звездыWC холоднее). У равновесных фотосферных моде лей формы непрерывного спектра таковы, что благоприят ствуют возбуждению при Teff ss 50000° только углеродных либо (при Те1! ^ 62000° К) только азотных ионов. В этой связи заметим, что по имеющимся оценкам (см. далее) температуры звезд WN и WC в среднем не различаются; о неприложимости равновесных моделей атмосфер к звез дам WR уже говорилось.
S 7] |
Т Е М П Е РА Т У РЫ О Б О Л О Ч Е К |
73 |
|
§ 7. Температуры оболочек
Сведения о температуре вещества в оболочках звезд WR существенны для понимания механизма их возбуж дения.
Аллер (1943) ввел понятие «температур возбуждения» (Тех), которые получались при попарном сравнении интен сивностей ярких линий одного и того же иона на основе формулы Больцмана. Так были найдены Тех довольно большого числа звезд (см. также Нейбауэр и Аллер, 1948; Аллер и Фолкнер, 1964); обнаружилась тенденция их роста с потенциалом ионизации, что сочли свидетельст вом стратификации излучения. Винен (1950) пытался ис пользовать для таких оценок все наблюдаемые линии иона и нашел, что при этом по Не II получаются отрицательные Тех. Здесь не были учтены: межзвездное покраснение, искажающее отношения интенсивностей линий (после его
учета почти |
всегда |
Тех |
становятся отрицательными — |
см. Рублев, |
1964а); |
отклонения от локального термоди |
|
намического |
равновесия |
(формула Больцмана для звезд |
WR не годится); самопоглощение в линиях.
Баппу (1958) оценивал электронные температуры (Те) в оболочках по отношениям эквивалентных ширин (сле довало брать интенсивности) линий С IV, излучаемых при водородоподобных переходах. Влияние отклонений от ЛТР было нейтрализовано тем, что рассматривались переходы с высоких уровней, для которых такие отклоне ния уже малы. Межзвездное покраснение не учитыва лось. Недавно Баппу и Гэнеш (1968) применили этот ме
тод к |
четырем звездам |
WG (попарное сравнение линий |
С IV) |
и к звезде WN |
(сравнение пиккеринговских ли |
ний Не II). Вскоре, однако, выяснилось (Ван Блерком и Кастор, 1969), что в обеих работах допущена ошибка в основной формуле; после ее исправления все Те стано вятся отрицательными.
Для оценки температур Те использовался также метод «предельного декремента» (Рублев, 1964а, 1965а, 1972с). Он не требует априорных допущений о механизме засе ления уровней и каких-либо модельных расчетов, но сталкивается с иными трудностями: в случае высоко температурных объектов предъявляются очень большие требования к точности наблюдательного материала; в
74 З В Е З Д Ы В О Л ЬФ А — РА Й Е [Гл. 2
низкотемпературной области результаты вполне надеж ны (Рублев, 1964b, 1970с); в целом ситуация здесь та кая же как и при определениях спектрофотометрических температур.
В случае яркой |
линии X = |
%i]t справедливо: |
|
|||
F (Xi) = |
lg lk/giAik■KxWx] = |
const + Ig |
+ 0д{, |
|||
где К/, — энергия 1 А истинного |
(исправленного за меж |
|||||
звездное покраснение) континуума в месте |
линии, |
0е = |
||||
= 5040/7V |
При |
переходе |
к |
пределу |
серии |
(%{->■ |
—> 0) lg (&,P/ri) —> 0; допускается, что в области малых %, ко торые соответствуют еще наблюдающимся линиям, произ
водная lg (Ьр) мала и стремится к нулю, так что 0 е
можно получить как предельное значение углового коэф фициента кривой F (%)•
Результаты оценок Те приведены в табл. 15. Данные Нугиса и Лууда (1971) получены по линиям Не II, для
которых |
6;Pftj ж 1. Значения последнего |
столбца полу |
чены по |
зависимостям Те = Те (Т*) рис. |
17 при Г* * |
= 80 000° К. |
|
Недавно Кастор и Нуссбаумер (1972), построив серию грубых моделей для аппроксимации наблюдаемых интен
сивностей ярких |
УФ-линий С III у |
Парусов, |
нашли, |
в частности, что |
в атмосфере звезды |
WC 8 Те ~ |
20—25 |
тыс. градусов. Черепащук и Халиуллин (1972с), анали
зируя затмение в континууме V |
444 Лебедя, получили, |
||||
что у звезды WN6 должно быть |
Те < |
50 тыс. градусов. |
|||
Косвенным |
подтверждением того, что |
температуры |
Те |
||
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
15 |
Электронные температуры в атмосферах звезд WR |
|
||||
|
Но линиям Не II |
|
|
|
|
HD |
|
|
|
По зависимостям |
|
|
|
Нугис и |
Те (Т*) |
|
|
Рублев, 1964а |
|
|
|||
Рублев, 1972с Лууд, 1971 |
|
||||
191 765 |
25 000° |
25 000° |
35 000° |
28000° |
|
192 103 |
20 300 |
25 000 |
38000 |
|
|
192 163 |
24 000 |
31 100 |
55 000 |
29 000 |
|
192 641 |
— |
19 000 |
____ |
33 000 |
|
193 077 |
— |
26 800 |
— |
— |
|
193 928 |
|
|
|||
— |
|
— |
30000 |
|
S 8) |
«ЗА Н С ТРО В СКИ Е » Т ЕМ П ЕРА Т У РЫ Я Д Е Р |
75 |
звезд WR не слишком высоки, является отсутствие у них запрещенных линий: согласно расчетам Канно и др. (1958), заметная интенсивность линий [О III] и [N V] получается здесь лишь при Те ^ 40 000°. Таким образом, можно считать, что у звезд WR электронные температуры атмосфер лежат в пределах от ~ 20 до ~ 50 тыс. градусов.
§ 8. «Занстровские» температуры ядер
Степень возбуждения в атмосферах WR очень высока: видны линии ионов с потенциалами — 100 эв, что может быть связано с высокой температурой ионизующего из лучения.
К звездам WR неоднократно применялся «метод во дорода», разработанный Занстра для ядер планетарных туманностей (см. Амбарцумян, 1932; Билс, 1934; Ворон цов-Вельяминов, 1946, и др.). Оценка температуры ос нована здесь на допущении, что яркие линии возникают при переработке Ьс-континуума ядра. В атмосферах звезд WR условия отличаются от небулярных, в связи с чем требуются специфические модификации (см. Соболев, 1947, 1952; Рублев, 1964с; 1965а; 1972d).
В принципе такая методика сводится к сопоставлению числа переходов в яркой линии с числом Ьс-квантов «ядра», поглощенных в «оболочке»— и к последующему сравнению энергий, наблюденных в данной линии и в близлежащем континууме ядра. Сравнение числа кван
тов, |
посылаемых ядром в видимой области |
и за границей |
|
главной серии |
позволяет оценить его |
температуру. |
|
В |
отличие от |
туманностей, в атмосферах звезд WR: |
|
возможны ионизации из возбужденных состояний, так |
|||
что |
число переработанных Ьс-квантов ядра может ока |
заться меньше общего числа фотоионизаций (и рекомби наций) в атмосфере;
оценка той доли общего числа рекомбинаций, которая соответствует числу переходов в линии, затруднительна (распределение атомов по состояниям не известно);
в связи с самопоглощением нарушается пропорцио нальность между числом переходов и интенсивностью линии;
на континуум ядра в видимой области накладывается непрерывное излучение оболочки.