Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://heritage.sai.msu.ru/ucheb/Rudnickij/6.htm
Дата изменения: Fri May 11 04:51:52 2007
Дата индексирования: Mon Oct 1 19:59:05 2012
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: дисперсия скоростей
Конспект лекций по радиоастрономии. Глава 6

Содержание курса

 

Глава 6. Дискретные галактические радиоисточники

6.1. Молекулярные оболочки звезд поздних спектральных классов

6.2. "Радиозвезды"

6.3. Радиоизлучение сверхновых и их остатков

6.4. Пульсары

6.1. Молекулярные оболочки звезд поздних спектральных классов

Многие звезды-гиганты поздних спектральных классов с околозвездными оболочками излучают в спектральных линиях молекул, как тепловым механизмом (линии CO, SiO, CN и др.), так и мазерным (линии OH, H2O, SiO, HCN). Эти звезды находятся на поздней стадии эволюции. К этой стадии звезда главной последовательности (например, типа Солнца), вследствие развития мощной конвективной зоны, увеличивает свой радиус с 1011 см до ~3ћ1013 см и превращается в красный гигант. Многие звезды становятся пульсационно неустойчивыми. В оптическом диапазоне это проявляется в виде долгопериодической переменности. Звезды классифицируются как переменные типа Миры Кита или полуправильные типов SRb, SRc, с периодами или характерными временами вариаций блеска от 100 до ~600 суток. Амплитуды переменности особенно велики у мирид и достигают в полосе V 11 звездных величин (звезда c Cyg). Пульсации звезд создают ударные волны, которые ускоряют атмосферный газ наружу и увеличивают протяженность атмосферы. На больших расстояниях от звезды происходит конденсация пылевых частиц. Частицы подхватываются световым давлением и также ускоряются наружу, увлекая газ. Указанные эффекты приводят к потере вещества звездой со скоростью ~10-6-10-5 в год. Таким образом, звезда с M ~ 1 может за несколько сот тысяч лет растерять большую часть вещества. Потерянное вещество образует околозвездную газопылевую оболочку радиусом до 1016 см, расширяющуюся со скоростью 3-30 км/с. Условия в оболочке благоприятны для образования пыли и молекул. Пыль переизлучает видимый свет звезды в ИК-диапазоне, создавая избыток ИК-излучения; красные гиганты - яркие ИК-источники. В то же время в оптическом диапазоне околозвездная оболочка проявляет себя слабо: лишь у некоторых ярких поздних сверхгигантов (a Ori, a Sco) оболочка прослеживается по рассеянному околозвездному излучению в резонансной линии калия. Основные возможности исследования оболочек дают радио- и ИК-астрономия.

Звезда, теряя внешние слои, за относительно короткое время (<106 лет) становится белым карликом. Белый карлик ионизует своим УФ-излучением околозвездную оболочку, которая превращается в планетарную туманность. Так протекает эта очень короткая, но важная стадия эволюции после главной последовательности для звезд типа Солнца или несколько более массивных.

Температуры фотосфер звезд 2000-3000 K, в их атмосферах водород не ионизован, много молекул, полосы которых наблюдаются в оптических спектрах. В зависимости от химсостава, красные гиганты принадлежат к спектральным классам M, S или C. Большинство относится к классу M. Это звезды, богатые кислородом, отношение чисел атомов C/O < 1. Кислород связывает практически все наличные атомы углерода в молекулы CO, а оставшиеся атомы O образуют кислородосодержащие молекулы: OH, H2O, SiO и другие, в оптических спектрах наиболее заметны полосы TiO. Около 10% красных гигантов богаты углеродом, у них C/O > 1 - углеродные звезды класса C. У них в CO связан весь кислород, а оставшийся углерод образует такие молекулы, как C2, CN, HCN и др. Наконец, звезды с C/O ~ 1 - промежуточные, их относят к классу S. В оптических спектрах наиболее заметны линии ZrO. S-звезды малочисленны.

Гидроксил. Наблюдается мазерное излучение главным образом в сателлитной линии 1612 МГц. Излучение 1665 и 1667 МГц более слабое (хотя встречаются звезды с более интенсивным излучением и в главных линиях). Типичный профиль линии 1612 МГц ИК-звезды IRC+10011 показан на рис. 6.1. Профиль Подпись:  

Рис. 6.1. Профиль мазерной линии OH 1612 МГц
звездного источника IRC+10011 (звезда позднего
спектрального класса с околозвездной оболочкой).
отражает расширение оболочки, скорость расширения равна полуразности скоростей двух максимумов, скорость звезды V* - в центре профиля. Два пика (по аналогии с оптикой - "синий" и "красный") образуются на ближней и дальней сторонах оболочки. На промежуточных скоростях (близких к лучевой скорости звезды V*) эмиссия более слабая: здесь велик градиент лучевой скорости вдоль луча зрения, и коэффициент мазерного усиления меньше. Эта модель подтверждается данными интерферометрии. На рис. 6.2 представлены карты излучения в линии 1612 МГц OH для M-сверхгиганта (полуправильной переменной звезды) VY Большого Пса. Для крайних скоростей профиля источники эмиссии - небольшие пятна, совпадающие с направлением на звезду, а вблизи V* видна лимбовая часть оболочки.

Подпись:  
Рис. 6.2. Карты околозвездной оболочки
M-сверхгиганта VY Большого Пса
в линии 1612 МГц на разных скоростях
внутри профиля линии.
Излучение звездных мазеров OH переменно, переменность линий OH, как правило, коррелирует с кривой блеска центральной звезды. "Синий" пик (на VR < V*) меняется практически синхронно с ИК-излучением (что указывает на ИК-накачку мазера), а вариации "красного" (VR > V*), дальнего от наблюдателя пика отстают по фазе на величину Dt = 2d/c, где d - размер оболочки вдоль луча зрения, c -скорость света. Таким методом получены размеры оболочек OH вокруг нескольких десятков звезд, для них d ~ (1-40)ћ1016 см. В сочетании с РСДБ-данными о структуре оболочки в картинной плоскости и об ее угловом размере q, можно (в предположении о сферической симметрии оболочки) оценить расстояние до звезды D = d/q.

При сплошных обзорах неба в линии OH 1612 МГц найдено большое число источников с профилем вида рис. 6.1, не имевших отождествлений с оптиче