Файл: Явления нестационарности и звездная эволюция..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 0

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

$ ю]

Д И Н А М И ЧЕСК О Е

СОСТОЯНИЕ

 

87

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 23

Физические параметры атмосфер четырех «средних» звезд WR

м ь

—9™75

—ЮТО —10^5

 

—11’"0

 

 

10

10

10

10

16

21

Я ,/Я ®

3,4

3.8

4,4

4,9

4,9

4,9

X *

7,12

7.08

6,90

6,50

6,50

6,50

V (Не II) км/сек

570

680

930

1200

1200

1200

V (Не I) км!сек

830

920

1150

1380

1380

1380

W 4 !71 (А)

3,3

4,7

7,3

10,0

' 10,0

10,0

пе• 10~13

1,0

1,1

1,2

1,5

1,3

1,2

Я ,/Я ,

(2,4):

2,0

1,8

1,8

2.5

2.7

V * км/сек

460 .

520

650

760

750

880

К

1,0

1,6

2,6

3,3

2.6

1,4

— SCR(®/год)

1,6-10-6 2,3-10-* 4,6-10-* 8,1-10-» 6,9-10-» 7,2-10-»

Tg

1,0

1,1

1,3

1,8

1,7

1.7

Ti (Не II)

5-10*

7-10* 1,2-10» 1,3-10»

8-10*

8-10»

Ti (Не I)

0,03

0,05

0,07

0,06

0,03

0,03

случае зоны Не III из уравнения стационарного течения

следует:

V (г) = F* / 1 + Я ( 1 - З Д ,

где

К=з

3,82-10*

3,08-КГ5

1 +

еНе

Ж

Vi

1 +

3еНе

Л.

и

 

 

 

я*

ьНе ■(6 + 6т* +

11/2

 

 

А = 92,6

3x2t + xl)e~

ьНе

(L,5Sl и R* — в солнечных единицах, скорости V — в кн/сек). При Вне = 0,8 для внешней границы зоны полу­ чается следующая порядковая оценка:

<*\> ~ 618 /

1,64-10-"-щ(1 + Л) — 1](кл/с«е).

 

Я*

На рис. 28 сопоставлены значения <Fx>, вычисленные для нескольких звезд табл. 21 (принято 9R = 103R®, и по­ луширины V (Не II), полученные по данным разных ав­ торов. Видно, что значения близки. Поэтому допускаем.


8 8 З В Е З Д Ы ВО ЛЬФ А — РА Й Е [Гл. 2

что наблюденные полуширины V (Не II) и V (Не I) соот­ ветственно дают скорости течения на внешней границе зоны Не III и на периферии атмосферы (заметим что обе эти скорости коррелируют с болометрической свети­ мостью). Из совместного решения уравнений стационар­ ного истечения вещества, пе^

реноса Lc-излучения и иони­

зации Не II в

протяженной

оболочке для

зон Не III и

ig Ш

 

Рис. 27. Прерывистая линия —

Рис.

28.

а)

Зависимость

свети­

зависимость

масса — свети­

мость — полуширина ярких полос

мость для голубых сверхгиган­

Не

II;

точки — средние

по 7

тов

на

стадии горения гелия

звездам WR (показаны вероятные

(Стозерс, 1972); точки и сплош­

ошибки),

кружки—«скорости рас­

ная

прямая — минимальные

ширения» для 4 одиночных звезд

«равновесные» массы звездWR,

(Андерхилл, 1964).

Крестиками

соответствующие их светимо­

показаны значения

<1-^),

вычис­

стям;

звездочки — реальные

ленные по величинам ffl =10SD7q ,

массы WR-компонент двойных

L и R* (табл. 21); см. также текст.

 

систем (см. табл. 22).

б)

Зависимость

светимость —

 

 

 

 

отношение

ширин

ярких

линий

 

 

 

 

Не I и Не II (см: Рублев,

1965 с).

Не II получаются три соотношения, устанавливающие связь между величинами R 9Й, L, V (Не II), V (Не I), Т* и вне, которые с той или иной точностью даются наб­ людениями. Соотношения включают также скорость те­ чения и электронную концентрацию на поверхности ядра


10]

ДИ Н А М И ЧЕСК О Е СОСТОЯНИЕ

89

(V* и гй ), и относительную протяженность зоны Не III (RJR*)- Их значения получаются при решении указанных уравнений (Рублев, 1965с); попутно находятся: фактор- К распределения скорости и плотности вещества в зоне

Не II, годичный расход массы —9К(®/год), оптическая толщина оболочки, обусловленная электронным рассея­ нием, и оптические толщины за ионизационными пределами

Не II

и Не I. Результаты показаны в

табл. 23. В верхней

части

приведены

основные исходные

данные;

для

всех

звезд

принято

Те = 25000°; Тс = 18000°;

ене =

0,8;

==

103R®. Вычисления повторены также для 9R = 169К®

иЗК = 2Ш© (при М ь = — И).

Видно, что мощность оболочки увеличивается со све­ тимостью (растут оптические толщины, скорость истече­ ния, расход массы).. Зоны нейтрального гелия у звезд WR нет (т, ( H e l ) < 1); зона Не II очень мощна; зона Не III, примыкающая к ядру, сравнительно тонка. Го­ дичный расход массы составляет 10-в—10-4 солнечной. Эти результаты получены на основе схематичной модели, при значительной неопределенности величин Ж (кото­

рые

оцениваются

лишь для

WR-компонент двойных).

Они

носят

предварительный

характер.

Обнадеживает

здесь следующее.

 

 

возможные

погрешности в

Как показывают оценки,

исходных

данных

слабо

отражаются

на

результатах

(см. также Рублев, 1965с,

где расчеты производились

при иных исходных параметрах).

 

 

Из анализа затмений в системе V 444 Лебедя также

получается

пе ~ 0,7—0,9-1013 (Черепащук,

1972Ь).

Приближенные

оценки

протяженности зон Не III по

интенсивностям ярких линий, выполненные для четырех звезд WR (Занстра и Винен, 1950), дали RJR.M= 1,1; 1,2; 1,6; 3. Для двух таких звезд из анализа профилей некоторых линий получается RJR* ^ 1,2 и 2,6 (Рублев, 1962; Лыу Ван Лонг, 1967), т. е. во всех случаях зоны Не III тонки. Можно думать, что значения табл. 23 до­ вольно близки к действительности.

Опираясь на иные физические предпосылки, анализ атмосфер двух звезд WN выполнили недавно Кастор и Ван Блерком (1970). Установив, что наблюдаемое отноше­ ние интенсивностей линий К 3203 и К 10124 Не II соответ­ ствует случаю оптически толстой атмосферы и приняв гру-



90 З В Ё З Д Ы ВО Л ЬФ А — РА Й Е I f л . 2

тую кинематическую модель однородной оболочки, авборы оценили относительные населенности возбужденных состояний Не II. При этом учитывалось, что заселенность высших уровней (г ^ 10) контролируется в основном элек­ тронными ударами, и что у соответствующих пиккеринговских линий самопоглощение уже мало. В рамках при­ нятой модели удовлетворительное представление отно­

сительных

интенсивностей

линий Не II

получилось

при

7?х ~

70

(наружный радиус

излучающей

зоны);

взяв

для

ядра

планковскую

температуру

Т* = 40000°

и

Му = — 5,8, авторы нашли

R * = 13 7?®. В

качестве

ре­

презентативных

значений для излучающей зоны приня­

ты Я = 40 7?®

и

V (Л) = 1000 км/сек; с их помощью при

Те =

100 000° получено пе ~

6• 1011 и хе ~

аепеЯ ~

1,5.

Эти значения

существенно

отличаются

от

приведенных

в табл. 23.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос о населенностях рассматривался далее с точки

зрения статистического равновесия в расширяющейся

од­

нородной атмосфере. Учитывались как коллизионные, так и, приближенно, радиативные процессы. Зафиксиро­

вав значения Т* = 40000°, 7?*= 137?®, R — 407?® и V (Й) = = 1000 км/сек, авторы нашли населенности уровней Не II,

решив систему уравнений

стационарности

при Те =

= 50000°, 1000000°, 200 000°

и пе = 2-1011;

5-1011; 1012.

Для каждой модели найдены относительные интенсив­ ности пиккеринговских линий. Хорошее согласие с наб­ людениями получилось, вообще говоря, для Те = 200 000° и пе = 1012 (оно, по-видимому, оказалось бы еще лучшим при больших значениях Те и пе). Однако из дополнитель­

ных соображений предпочтение

было

отдано

модели с

Те — 100 000° и he — 5-1011. Во

всех

случаях

Те ^> Г*,

т. е. оболочки являются «сверхтермическими» ^охлаждающимися). Решающую роль в заселении уровней Не II играют здесь электронные удары; однако роль радиативных процессов не мала, и их тоже надо учитывать. Как отметили авторы, вопросы о причине выброса вещества и о механизме поддержания высокой температуры в обо­ лочке остаются открытыми. По нашему мнению, главным недостатком этой «гибридной» модели, совмещающей кон­ цепции Билса и Томаса, является априорное задание слиш­ ком низкой радиационной температуры ядра Г* и высо­ кой температуры оболочки Те.