Звезды и звездные группировки в нашей Галактике. Суркова Л.П. - 112 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Процесс этот не будет происходить адиабатически, т.е. без об-
мена теплом с окружающей средой. Обмен может осуществляться,
например, через стенки сосуда. Предположим, что в одной из них есть
клапан, через который происходит потеря энергии, приводящая в кон-
це концов к остановке поршня. Для поддержания колебаний необхо-
димо в момент сжатия сообщить газу дополнительную энергию, за
счет которой повысить его температуру, а в момент расширения
уменьшить температуру. К этой же цели приведет и изменение от-
тока тепла из цилиндра: его уменьшение во время сжатия и увеличе-
ние во время расширения. Отток энергии можно регулировать с помо-
щью клапана. Во время сжатия клапан призакрывается, отток тепла
уменьшается, во время расширения клапан широко открывается, отток
увеличивается.
Таким «клапаном» в пульсирующей звезде является зона второй
ионизации гелия, находящаяся на определенной глубине залегания, за-
висящей от светимости и температуры поверхности звезды. Для
классических цефеид расстояние зоны от поверхности
HeII HeIII
звезда составляет 200000 км, ее толщина радиуса звезды,
0,01
масса массы звезды,
6
10
83
ρ 310 гсм,
Достаточно T 45000K.°
15-30% содержания гелия в звезде, чтобы зона второй ионизации ге-
лия могла обеспечивать раскачку и поддержку пульсаций, задерживая
поток излучения звезды при сжатии и увеличивая его при расшире-
нии.
Допустим, что звезда сжалась. Поглощая анергию, идущую из
центральных частей звезды, гелиевый слой повышает свою темпера-
туру и от атомов гелия отрывается его второй электрон. Отток энер-
гии от звезды уменьшается, так как часть ее расходуется на иониза-
цию.
Когда же происходит расширение внешних слоев звезды, дваж-
ды ионизованные атомы гелия рекомбинируют (т.е. переходят в со-
стояние с однократной ионизацией, присоединяя электрон) и выде-
лившаяся при этом энергия «подталкивает» расширяющиеся наруж-
ные слои, производя «раскачку» колебаний. Газ опять становится спо-
собным поглощать энергию. Цикл автоколебаний замыкается.
Интересные цефеиды. Полярная (
α
Малой Медведицы) – это
ближайшая (650 св. лет) и самая яркая из цефеид ( ). Период
m
m2,5
ее колебаний блеска ежегодно возрастает на 3 секунды. В нача-
d
3,97
ле XX века блеск Полярной изменялся на 10% от среднего значения.
Ныне переменность составляет всего 1%. Почему ее пульсации за-
медляются, пока загадка.
112
      Процесс этот не будет происходить адиабатически, т.е. без об-
мена теплом с окружающей средой. Обмен может осуществляться,
например, через стенки сосуда. Предположим, что в одной из них есть
клапан, через который происходит потеря энергии, приводящая в кон-
це концов к остановке поршня. Для поддержания колебаний необхо-
димо в момент сжатия сообщить газу дополнительную энергию, за
счет которой повысить его температуру, а в момент расширения –
уменьшить температуру. К этой же цели приведет и изменение от-
тока тепла из цилиндра: его уменьшение во время сжатия и увеличе-
ние во время расширения. Отток энергии можно регулировать с помо-
щью клапана. Во время сжатия клапан призакрывается, отток тепла
уменьшается, во время расширения клапан широко открывается, отток
увеличивается.
      Таким «клапаном» в пульсирующей звезде является зона второй
ионизации гелия, находящаяся на определенной глубине залегания, за-
висящей от светимости и температуры поверхности звезды. Для
классических цефеид расстояние зоны HeII           HeIII от поверхности
звезда составляет ≈ 200000 км, ее толщина ∼ 0,01 радиуса звезды,
масса ∼ 10−6 массы звезды, ρ ∼ 3 ⋅ 10−8 г см3 , T° ∼ 45000K. Достаточно
15-30% содержания гелия в звезде, чтобы зона второй ионизации ге-
лия могла обеспечивать раскачку и поддержку пульсаций, задерживая
поток излучения звезды при сжатии и увеличивая его при расшире-
нии.
      Допустим, что звезда сжалась. Поглощая анергию, идущую из
центральных частей звезды, гелиевый слой повышает свою темпера-
туру и от атомов гелия отрывается его второй электрон. Отток энер-
гии от звезды уменьшается, так как часть ее расходуется на иониза-
цию.
      Когда же происходит расширение внешних слоев звезды, дваж-
ды ионизованные атомы гелия рекомбинируют (т.е. переходят в со-
стояние с однократной ионизацией, присоединяя электрон) и выде-
лившаяся при этом энергия «подталкивает» расширяющиеся наруж-
ные слои, производя «раскачку» колебаний. Газ опять становится спо-
собным поглощать энергию. Цикл автоколебаний замыкается.
      Интересные цефеиды. Полярная ( α Малой Медведицы) – это
ближайшая (650 св. лет) и самая яркая из цефеид ( m ≈ 2,5m ). Период
ее колебаний блеска 3,97d ежегодно возрастает на 3 секунды. В нача-
ле XX века блеск Полярной изменялся на 10% от среднего значения.
Ныне переменность составляет всего 1%. Почему ее пульсации за-
медляются, пока загадка.



                                 112