Файл: Явления нестационарности и звездная эволюция..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 142

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 73. Эволюционные треки первоначально более массив­ ных компонент систем, указан­ ных в табл. 27 (эволюция в случае А).

§ 10] РА С Ч Е ТЫ ЭВОЛЮ ЦИИ Т Е С Н Ы Х Д В О Й Н Ы Х СИСТЕМ 209

ры систем были выбраны такими, что более массивная компонента заполняет ВКП раньше полного выгорания водорода в центре звезды. Для всех систем можно выделить три этапа в эволюции более массивной компоненты. Пер­ воначально компонента далека от ВКП и эволюция не от­ личается от эволюции одиночной звезды той же массы. Возрастание размеров звезды в ходе выгорания водорода в конвективном ядре приво­ дит к заполнению соответ­ ствующей полости ВКП (точ­ ка а на эволюционных тре­ ках), после чего начинается быстрый процесс «перемены ролей», в ходе которого в системе происходит обраще­ ние отношения масс. Нако­ нец, восстанавливается устой­ чивость компоненты(точка Ъ

на эволюционных

треках),

 

 

и дальнейшая

эволюция со­

 

 

провождается медленной по­

 

 

терей "массы,

обусловлен­

 

 

ной медленным возрастанием

 

 

размеров звезды при преоб­

 

 

разовании водорода

в гелий

l9

Teft

в центральных

частях звез­

 

 

ды. Первоначально менее мас­ сивная компонента становит­ ся более массивной, оставаясь при этом звездой главной по­ следовательности, поскольку

скорости эволюции обеих компонент становятся равными только в конечных точках рассчитанных эволюционных треков. Длительность стадии быстрой потери массы, как можно видеть из табл. 27, много меньше длительности других этапов, так что вероятность наблюдать систему на этой стадии эволюции очень мала. На рис. 74 показано изменение со временем массы 3RX, первоначально более массивной компоненты, скорости потери массы и увеличе­ ния периода системы III табл. 27, согласно Плавецу и др. (1968). Скорость потери массы для нее особенно велика в



210 Х А РА К ТЕ РИ С ТИ К И И ЭВОЛЮ ЦИЯ Т ЕС Н Ы Х СИСТЕМ

[Гл. 5

процессе «перемены ролей», где среднее значение

=

= —2,3 • 10—Б 9К@/год, но и в фазе ядерной эволюции Ъ — с потеря массы не исчезает: -~^1-= —4,4 -10- 7 ЗК®/год.

С и с т е м а

I

н

ш

IV

я ц и и

3Ki

 

да,

тСа д и овэл ю

 

я»®

9

да.

 

а

16

 

1,5

ь

7,88

 

0,419

С

6,55

 

0,326

а

9

 

1,8

ь

3,73

 

0,363

С

3,02

 

0,280

а

7

 

1,4

ь

4,10

 

0,518

С

3,41

 

0,397

а

9

 

1,125

ь

6,60

 

0,635

С

5,45

 

0,515

Т а б л и ц а 27

АВ о з р а с т ,

Я®

10е л е т

И с т о ч н и к

 

21,20

5,307

Пачинский, 1967b

28,18

5,329

 

35,53

8,119

 

13,2

12,50

Киппенхан и Бай-

18,6

12,56

герт, 1967

31,6

30,50

 

12,51

20,00

Плавец и др.,

14,61

21,26

1968

17,86

37,30

 

14,06

12,50

Плавец и др.,

15,47

12,698

1968

18,40

15,22

 

Таким образом, расчеты эволюции показали, что раз­ деленные системы главной последовательности, более мас­ сивная компонента которых заполняет ВКП на стадии выгорания водорода в конвективном ядре, эволюциони­ руют в полуразделенные системы. Структура теряющей массу компоненты резко отлична от структуры одиночных звезд. Например, в системе II в процессе «перемены ролей» первоначально более массивная компонента теряет 59% массы, и устойчивость восстанавливается только при =

— 3,73 $Ш®. Однородная оболочка с первоначальным со­ держанием водорода составляет теперь 14% массы звезды, в остальной части звезды содержание водорода убывает, вплоть до конвективного ядра, занимающего 17% массы. Большой избыток гелия и зона переменного химического


§ 10] РА С Ч Е Т Ы ЭВОЛЮ ЦИИ Т Е С Н Ы Х Д В О Й Н Ы Х СИСТЕМ 211

состава определяют большие избытки светимости и радиуса не менее массивной компоненты.

Сравнение расчетов эволюции систем II и IV (табл. 27), начальные 9)^ которых одинаковы, иллюстрирует сильную зависимость результатов эволюции от начальных пара­

метров системы (Плавец и др.,

 

 

 

 

1968). Хотя общий ход эволю­

 

 

 

 

ции одинаков у обеих систем,

 

 

 

 

однако детали существенно раз­

 

 

 

 

личны.

Первоначально

более

 

 

 

 

массивная компонента системы

 

 

 

 

II теряет в ходе процесса «пере­

 

 

 

 

мены ролей»

5,3 9К® за 6 4 лет,

 

 

 

 

а компонента 9К1

системы IV —

 

 

 

 

только

2,4 3R®

за

20• 104

лет.

 

 

 

 

Этот результат можно понять из

 

 

 

 

рис. 71: чем больше отличаются

 

 

 

 

начальные

массы

компонент,

 

 

 

 

тем сильнее

убывают размеры

 

 

 

 

ВКП при перетекании массы в

 

 

 

 

начале процесса «перемены ро­

 

 

 

 

лей», увеличивая неустойчи­

 

 

 

 

вость заполняющей ВКП ком­

 

 

 

 

поненты. Важно отметить, что

 

 

 

 

и избытки светимости и радиуса

 

 

 

 

меньше соответственно у субги­

Рис.

г4.

Изменение с тече­

ганта системы IV.

 

 

нием времени массы перво­

С л у ч а й В. В случае В об­

начально

более

массивной

щая картина эволюции подобна

компоненты ЭЛь

системы

описанной

выше:

медленная

III,

скорости

потери ею

 

dWh

 

ядерная

эволюция

приводит к

массы —

и периода систе­

заполнению

более

массивной

мы Р, согласно

Плавецу и

компонентой полости ВКП, пос­

 

 

др., 1968.

ле чего осуществляется быстрый

 

 

 

 

процесс «перемены ролей»,

по завершении которого эволю­

ция опять происходит в шкале времени ядерной эволюции. Однако характеристики компоненты, теряющей массу, после окончания процесса «перемены ролей» другие: если в случае А это — субгигант с выгоранием водорода в центре, то в случае В образуется гелиевая компонента.

На рис. 75 показаны эволюционные треки первона­ чально более массивных компонент двойных систем, на­


212 Х А РА К ТЕ РИ С ТИ К И И ЭВОЛЮ ЦИЯ Т ЕС Н Ы Х СИСТЕМ [Гл. 5

чальные параметры которых приведены в табл. 28. На­ чальные параметры всех моделей выбраны такими, что более массивная компонента заполняет соответствующую полость ВКП сразу же после образования гелиевого ядра

 

 

 

и формирования тонкого слое­

tyL/Lj

 

 

вого источника.

Из

рис. 75

 

 

 

видно, что для компонент

 

 

 

разных масс даже вид эволю­

 

 

 

ционных треков

совершенно

 

 

 

различен. Рассмотрим сна­

 

 

 

чала

эволюцию

системы I

 

 

 

согласно Киппенхану и др.

 

 

 

(1967), характеристики

кото­

 

 

 

рой для точек трека, отме­

 

 

 

ченных на рис. 75 буквами а,

 

 

 

b ит.д., приведены в табл. 29.

 

 

 

Вначале

более

массивная

 

 

 

компонента далека от ВКП и

 

 

 

эволюционирует

как одиноч­

 

 

 

ная звезда. Через 5,696-108

 

 

 

лет, когда гелиевое ядро со­

 

 

 

ставляет 11,3% массы, компо­

 

 

 

нента

заполняет

ВКП

(точ­

 

 

 

ка а на эволюционном треке)

Рис. 75. Эволюционные треки

и

ее дальнейшая эволюция

первоначально

более

массив­

сопровождается потерей мас­

ных компонент

систем

I и II,

сы.

Скорость потери

массы

указанных в табл. 28

(эволю­

особенно велика в начале про­

ция в случае В).

 

 

 

 

цесса «перемены ролей», ког­

 

 

 

да

она

составляет

1,3-1 0 - 6

9й®/год (между точками а и Ь), так что массы компонент выравниваются через 3,7• 10Б лет . Через 5,5• 10е лет (точ­ ка с на треке) потеря массы замедляется, и скорость поте­ ри массы на участке трека с d составляет уже только

1 0 “ 8 5К©/год.

Эволюция компоненты на этом этапе, как и у оди­ ночных звезд, определяется сжатием гелиевого ядра, масса которого возрастает, и расширением оболочки, обуславливающим медленную потерю массы. Развиваю­ щаяся в водородной оболочке мощная конвективная зона на этом этапе эволюции захватывает и часть зоны пере­ менного химического состава, что приводит к формирова-