Звезды и звездные группировки в нашей Галактике. Суркова Л.П. - 33 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

или конвекцией и потому ее можно не принимать в расчет. Лучистый
перенос всегда имеет место в нагретом газе, а конвекция может и не
возникнуть.
Лучистый перенос тепла внутри звезд. В результате термо-
ядерных реакций, происходящих в центральных областях звезд, из
ядер легких химических элементов синтезируются ядра более тяже-
лых элементов и возникают
γ
-кванты с Å и энергией
λ 0,001
4
10 кэВ. В ходе медленного просачивания
γ
-квантов от центра звез-
ды к поверхности они многократно поглощаются, а затем переизлу-
чаются в другом направлении и с другой частотой в процессах тор-
мозного поглощения и излучения электронов на ионах HII и HeIII, а
также при ионизации ионов тяжелых химических элементов и после-
дующих рекомбинациях. При высоких плотностях во внутренних сло-
ях звезд процессы поглощения и переизлучения идут настолько часто,
что требуются миллионы лет, чтобы энергия в форме излучения про-
сочилась к поверхности. При этом происходит дробление каждого
кванта на многие сотни и тысячи квантов меньших частот. В итоге из
одного -кванта образуется несколько миллионов квантов видимого γ
светафотонов, которые и покидают поверхность звезды.
Если энергия переносится из недр звезды наружу только путем
излучения, то в недрах звезды должно выполняться условие лучистого
равновесия, т.е. каждый слой поглощает ровно столько энергии,
сколько излучает. Благодаря этому в слое поддерживается определен-
ная температура.
Предположим, что перенос энергии осуществляется излучением
и выведем теоретически зависимость масса-светимость. Пусть æ-
коэффициент поглощения в расчете на единицу массы вещества (ко-
эффициент непрозрачности), зависящий от плотности, температуры и
доли тяжелых элементов. Так как каждый квадратный метр в центре
звезда излучает энергию то по мере распространения к поверх-
4
ц
σT,
ности в столбике с поперечным сечением и высотой R будет по-
2
1 м
глощена энергия
4
ц
σT3æρR
(множитель 3 учитывает неоднородность
распределения вещества звезда по радиусу). Вследствие условия лу-
чистого равновесия столько же энергии должно быть излучено звез-
дой с каждого поверхности, т.е.
2
1 м
4
ц
2
σT
L
.
ρR4πR
=
Таким образом,
33
или конвекцией и потому ее можно не принимать в расчет. Лучистый
перенос всегда имеет место в нагретом газе, а конвекция может и не
возникнуть.
     Лучистый перенос тепла внутри звезд. В результате термо-
ядерных реакций, происходящих в центральных областях звезд, из
ядер легких химических элементов синтезируются ядра более тяже-
лых элементов и возникают γ -кванты с λ ∼ 0,001 Å и энергией
∼ 104 кэВ. В ходе медленного просачивания γ -квантов от центра звез-
ды к поверхности они многократно поглощаются, а затем переизлу-
чаются в другом направлении и с другой частотой в процессах тор-
мозного поглощения и излучения электронов на ионах HII и HeIII, а
также при ионизации ионов тяжелых химических элементов и после-
дующих рекомбинациях. При высоких плотностях во внутренних сло-
ях звезд процессы поглощения и переизлучения идут настолько часто,
что требуются миллионы лет, чтобы энергия в форме излучения про-
сочилась к поверхности. При этом происходит дробление каждого
кванта на многие сотни и тысячи квантов меньших частот. В итоге из
одного γ -кванта образуется несколько миллионов квантов видимого
света – фотонов, которые и покидают поверхность звезды.
       Если энергия переносится из недр звезды наружу только путем
излучения, то в недрах звезды должно выполняться условие лучистого
равновесия, т.е. каждый слой поглощает ровно столько энергии,
сколько излучает. Благодаря этому в слое поддерживается определен-
ная температура.
       Предположим, что перенос энергии осуществляется излучением
и выведем теоретически зависимость масса-светимость. Пусть æ-
коэффициент поглощения в расчете на единицу массы вещества (ко-
эффициент непрозрачности), зависящий от плотности, температуры и
доли тяжелых элементов. Так как каждый квадратный метр в центре
звезда излучает энергию σTц4 , то по мере распространения к поверх-
ности в столбике с поперечным сечением 1 м 2 и высотой R будет по-
глощена энергия σTц4 3æρR (множитель 3 учитывает неоднородность
распределения вещества звезда по радиусу). Вследствие условия лу-
чистого равновесия столько же энергии должно быть излучено звез-
дой с каждого 1 м 2 поверхности, т.е.
                             σTц4     L
                                   =    .
                            3æρR 4πR 2
Таким образом,




                                33