ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
286 |
С В Е РХ Н О В Ы Е З В Е З Д Ы |
[Гл. 7 |
вновь исследованы Бренчем (1972), который исключил идентификацию линий N II, но подтвердил остальные выводы Мак Лафлина.
Решение проблемы идентификации спектра сверхновой I было тесно связано с интерпретацией абсорбционных ми нимумов. Она была предложена Псковским (1968а). По его мнению, вследствие расширения линий и уменьшения их глубины из-за эффекта разлета оболочки (Герасимович, Мельников, 1935) в спектре можно заметить только силь нейшие линии из числа чувствительных к эффекту свети мости, т. е. усиливающиеся при низкой плотности линии ионов легко ионизуемых элементов (Fe II, Si II, Mg II, Са II) и наиболее трудно ионизуемых нейтральных ато мов (Не I). Из этого истолкования минимумов спектра од нозначно следовала идентификация с перечисленными ли ниями. После отождествления минимумов красной части спектра с блендой дублета Si II и В3-линией Не I, был вы числен доплеровский сдвиг х для остальных минимумов, и обнаружилось, что они действительно совпадают с силь нейшими линиями, чувствительными к эффекту светимо сти, имеющими сходные с Si II потенциалы ионизации (см. табл. 39). Совпали с минимумами все ожидаемые ли нии без исключений.
Идентификация минимумов в спектрах сверхновых I с этими же линиями проведена Мустелем (1970, 1971а, 1972а) путем сравнения со спектром новой DQ Her в мо мент максимума блеска. Он заметил, что долго наблюдае мые линии Fe II и др. ионов возникают при переходах с метастабильных уровней, линии же, не связанные с пос ледними (Si II), исчезают через несколько недель после максимума блеска. У разных сверхновых I х колеблется от — 0,022 до — 0,046 при одинаковом отождествлении минимумов; это указывает на различие скоростей расши рения оболочек сверхновых и на правильность предложен ного принципа отождествления.
Предложенная Псковским и Мустелем идентификация минимумов в спектрах сверхновых I полностью подтверж дается расчетами синтетических спектров сверхновых I, выполненными Бренчем и Пэтчеттом (1973). В другой ра боте Пэтчетт и Бренч (1972) успешно рассчитали также синтетический спектр сверхновых II, главная роль в ко тором принадлежит линиям H I и Fe II, наблюдаемым
§14] |
С П ЕК ТРЫ СВЕРХНОВЫ Х |
287 |
Отождествление абсорбций сверхновых I*) |
Т а б л и ц а 39 |
Спектр SN 1954 А (Мак Лафлин, 1963)
I—II системы |
Хо, ион |
|
X |
|
|
6547-14 |
6678 Не I |
|
6419 |
6563 На |
|
6311 |
6282N II |
|
6171 |
6442N II |
|
5899 |
5890-6 Na I |
|
5757 |
5876 Не I |
|
4917—882 |
5016 Не I |
|
4850—20 |
4922 Не I |
|
4740 |
4861 |
Нр |
4638 |
4713 Не I |
|
4613 |
4686 |
Не II |
4571 |
4650 |
О II |
4520 |
4621 N II |
|
4486 |
4575 SI III |
|
4457 |
4553 Si III |
|
4407—383 |
4472 |
Не I |
4326 |
4415 О III |
|
4306 |
4388 Не I |
|
4257 |
4340 HY |
|
4242 |
4318 О II |
|
4185 |
4267 |
С II |
4077 |
4200 |
Не II |
4169 |
Не I |
|
4059 |
4144 Не I |
|
4029 |
4121-16 SI IV, |
|
3992 |
Не I |
|
4076-70 О II |
||
3957 |
4026 |
Не I |
3837 |
4009 Не I |
|
3932 |
3995N II |
|
3883 |
3965 Не I |
|
3860 |
3934—26 Не I, |
|
3788 |
Call? |
|
3889 Не I |
||
3688 |
3760-55 О III |
Спектры SN 1937 С после максимума блеска
первые 30 сут. X |
после 30 сут. X |
6480
6320
6250
6160
0050
5960
5700
5470
5340
501U
4860
4770
4450
4340
Отождествление по работам
(в середине столбца—совпа дающие)
(Псковский, (Мустель, 1968а) 1972а)
6678 Не I |
_ |
|
6516 Ее II |
||
6516 Fe II? |
6456 Fe II |
|
6371—47 Si II |
|
6248—38 Ее II |
|
6149—48 Ее II |
|
5876 Не I |
5890—6 «ах |
5664—06 S 11 *•) 5510-5433 S II ***)
5169 Fe II ****
5018 Ее II
4924 Ее II
4586-08 Fe II *****)
4472 Не I |
4417 Fe 11+ |
4471 Mg II |
+Т1 II+Sc II |
4220 |
4353 Fe II |
— |
4100 |
4233 |
Ее II |
4035 |
— |
4179—73 Fe II |
4000 |
4131—28 Si II |
— |
|
|
|
3850 |
3968Са И |
|
3810 |
3934 са и |
*) Мустелем (1973) недавно идентифицирована инфракрасная область
спектра |
SN 1972Е до 11 000 |
А. Найдены линии: Х7065 |
Не I, 10830 Не I (?), |
|
8212N 1, |
9393 N I, 10113 N I, |
8680 N I (?), |
10540 N I (?), |
сильный минимум |
отождествлен с линиями 8542—8662 Са II |
в работе Киршнера и др. (1973). |
**) Мустель дополнительно включает в бленду слабые линии
мультиплета и линию X 5527 Sc II.
***) Псковский распределяет линии по двум минимумам, Мустель их объединяет в одну и дополнительно включает линии 5684—56 Sc II.
»»**) Мустель включает в бленду линии 5317—198 Ее II.
****•) Мустель включает в бленду еще линии 4556—15 Ее II и 4629 Ее II.
288 |
С В Е РХ Н О В Ы Е З В Е З Д Ы |
[Гл. 7 |
в эмиссии и поглощении, а несколько ранее Бренч и Гринстейн (1971) развили этот метод в применении к спектрам сверхновой I.
Имеется еще несколько попыток идентификации аб сорбций спектров I типа. Седдон (1969) полагает, напри мер, что минимумы являются межзвездными полосами, которые наблюдаются и в спектрах горячих далеких звезд. Хафман (1970) полагает, что эти полосы образуются гранатовой пылью, но в ультрафиолете соответствие со спектром этого минерала не получается. Гипотеза не объ ясняет изменения интенсивности минимумов с фазой и по добия деталей спектров большинства сверхновых I.
Ш. Гордон (1972) предполагает, что в спектрах сверх новых I присутствуют и линии поглощения, и эмиссии. Последние принадлежат главным образом высокоионизованным элементам, включая запрещенные (корональные) линии. В каждой фазе спектр сверхновой представляется своим набором линий, не повторяющимся в другой фазе. Компоненты бленд рассчитываются по эмпирической мо дели плотности оболочки и стратификации излучения в ней. Хотя внутренние противоречия этой гипотезы могут сниматься подгонкой модели, она не вызывает доверия, так как предполагает очень высокий расход энергии на излучение. Наблюдательные проверки не предложены.
§ 5. Результаты спектрального анализа оболочек сверхновых
1. С к о р о с т ь р а с ш и р е н и я о б о л о ч к Темп изменения физических параметров оболочки сверх новой с фазой зависит от скорости ее расширения г>. По
следняя |
определяется либо по сдвигу х абсорбций спект |
||
ра ( v = |
к с |
х , к = 1 — 1,5), либо по ширине эмиссий. |
|
Скорости |
расширения оболочек |
сверхновых II —III ис |
|
следованы |
Гринстейном (1965). |
Он нашел, что главные |
|
эмиссии в спектрах II типа после максимума блеска пока |
|||
зывают v |
~ 5000 — 7000 км/сек, |
на 30-е сутки с фиолето |
вой стороны у них появляются абсорбционные компоненты и на 60-е сутки последние показывают скорость расшире ния абсорбционной зоны 5000 к — 4000 к км/сек (по На и Di,2-линиям). У III типа эмиссии более широки. После максимума блеска фиолетовый конец абсорбции Нр пока
§ 5] |
|
Р Е З У Л Ь Т А Т Ы С П ЕК ТРА Л ЬН О ГО А Н А Л И ЗА |
289 |
|||
зывал |
v = |
11000 |
км/сек, спустя |
33 суток — уже только |
||
8000 км/сек, |
затем абсорбция уменьшила сдвиг до нуля и |
|||||
исчезла. |
Во |
время существования абсорбций |
оболочка |
|||
была |
оптически |
плотна, их |
перемещение |
соответст |
вовало увеличению прозрачного слоя до полной глубины оболочки.
Для сверхновых V по эмиссиям и абсорбциям получа ется v — 2000 км/сек (см. также Бертола, 1963), но для эмиссии На она — 3000 км/сек, по-видимому, за счет турбуленции в оболочке (Цвикки, 1964 Ь).
Пэтчетт и Бренч (1972) построили диаграмму «положе ние минимума К — фаза» для девяти сверхновых типа II, III и V (рис. 98). Диаграмма подчеркивает сходство спектров
этих типов. Выявилось движение минимумов |
в красную |
|||||||||
область спектра в первые 2 0 |
суток после максимума блеска. |
|||||||||
Затем линии H I |
и Na I |
показывают |
v = 7000& км/сек, |
|||||||
а линии |
Fe II v = 5000/с км/сек. |
Размер |
символов на |
|||||||
рисунке |
соответствует интенсивности |
минимумов (боль |
||||||||
шие — сильные |
абсорбции, |
малые — слабые). |
Звездоч |
|||||||
ками |
отмечена сверхновая |
У типа |
(1961 V), |
остальные |
||||||
— цифрами: 43 - |
SN |
1961 I |
(тип. III); 10 - |
SN 1969 L, |
||||||
13 - |
SN 1962 М, |
39 - |
SN |
1961 U, |
42 - |
SN 1936 А, 5 2 - |
—SN 1968 L, 69 - SN 1948 В, 73 - SN 1959 D.
Оценки v для сверхновых I получены по смещению аб
сорбций. Для SN 1954 А МакЛафлин нашел v = 4800 к —
— 7200 к км/сек, Псковский для нескольких сверхновых I получил v = 9200 к км/сек, у Мустеля по вариациям и по лучаются оценки v от 6600 к до 13800 к км/сек. В то же вре мя у Пэтчетта и Бренча по смещению дублета Si II, обра зующего минимум 6130±20 А в 10 сверхновых I, v =
— 10600 к ± 900 к км/сек (исправлено за красное смещение галактик). По v Пэтчетт и Бренч нашли радиус оболочки в момент максимума блеска R 0= kvt0 = k (1,88 ± 0,56)- •1015 с м = к 27000 R &. Мустель нашел R 0/R@ в пределах 33—70 тыс. Он же указал на возможность оценки радиуса
фотосферы сверхновой I (т. е. поверхности, где опти ческая толща оболочки — 1 ) с помощью формулы, при меняемой к нормальным и новым звездам:
М ш = - 0,72 — 5 Ig R + 36700/Т.
В зависимости от принимаемого значения Т (15—10 тыс.
10 Явления нестационарности
290 |
С В Е РХ Н О В Ы Е ЗВ Е ЗД Ы |
[Гл. 7 |
|
Рис. 98. Д иаграм м а «длина волны минимума — фаза» в сутках для сверхновых II, I I I и V типов. По оси абсцисс — ф аза в сутках , про ш едш их после максимума блеска, по оси ординат — длины волн спектральны х максимумов с указанием в скобках их идентификации.
§ 5] |
Р Е З У Л Ь Т А Т Ы С П ЕК ТРА Л ЬН О ГО А Н А ЛИ ЗА |
291 |
|
градусов) |
Мустель |
получил -=р- = 14—25 тыс., |
причем |
соотношение R 0 |
-п© |
|
|
Ri естественно. |
|
||
В спектре SN 1954 А Бренч (1972) обнаружил корреля |
|||
цию между интенсивностью линий Не I и их х, |
а Мак |
Лафлин еще ранее — убывание v с фазой у некоторых ли ний этой сверхновой.
2. |
Т е м п е р а т у р ы |
и |
с т р а т и ф и к а ц и я |
|
и з л у ч е н и я |
о б о л о ч е к |
с в е р х н о в ы х . |
До последнего времени все оценки температур были кос венными. Минковский (1941) приводит для сверхновой II Т = 40000° без каких-либо аргументаций, Арп (1961) получил по формуле Т (UBV) = 7900 / (В — V — 0,72), выведенной для нормальных звезд, «цветовую темпера
туру» |
SN 1959 D (также II типа) 25000°. |
Для SN 1961 |
V (тип V) Бертола (1963) по присутствию |
линий С III |
|
нашел |
ионизационную температуру 25000°. Для сверх |
|
новых III — IV оценок температуры нет. |
|
Оценки температур оболочек сверхновых I были сде ланы на основе исследования абсорбционных линий. Псковский (1968а) нашел сходство со спектрами звезд сВ8 — сАО по возбуждению линий и положил Т — 10000°. Мустель (1971 b) по R — V (см. рис. 93) оценил «спект ральный тип» сверхновой и по нему нашел температуру с помощью шкалы температур для сверхгигантов. Для ^ = 1 0 суток после максимума спектр получился класса
— сАО и Т = 10000°, для t = 20 суток, — спектр cF5, а Т = 6000°. Последняя оценка согласуется с спектрофото метрической для SN 1960 F (Т = 5300°), полученной Шалонжем и Бурнишон (1968). Бренч и Пэтчетт (1973) вычисляли Т (UBV), используя данные Псковского (1970), но для t — 25 суток формула Т (UBV) оказа лась непригодной. Для максимума блеска они полу
чили: |
Т = 19700° ± 500°, Mv = - 2 0 ? 8 , Мь = |
- 22ф7, |
||
L = 1051 эрг!сек. |
|
болометрической |
поправки |
|
Для |
вычисления Му и |
|||
использовались |
формулы, |
выведенные для нормальных |
||
звезд. |
Киршнер |
и др. (1973) исследовали спектры семи |
||
сверхновых на |
интервале |
3200—11000 А и сравнением |
||
с планковским |
распределением нашли Т — 10000° для |
|||
I типа |
в максимуме и 7000° через 2—3 недели, |
а для II |
типа 9500 и 5000° соответственно.
10*