Сравнение теории с наблюдениями*

На рисунке видно, что треки наиболее массивных звезд (M >5M_sun), начиная жизнь на ZAMS, вскоре уходят в область красных сверхгигантов и затем один или несколько раз описывают на диаграмме петли, возвращаясь ненадолго в зону белых показателей цвета.

Треки звезд промежуточной массы (2M_sun>M >5M_sun) cначала плавно отходят от ZAMS. Это стадия горения водорода в центре; звезды на этой стадии называются звездами главной последовательности (MS -main sequence). После истощения водорода в центральной области звезды образуется ядро из нейтрального гелия. Горение водорода продолжается в слое, окружающем ядро - это стадия слоевого источника. При этом модель продвигается по области субгигантов в красную сторону. Гелий в ядре является вырожденным, и это вырождение препятствует сжатию ядра и повышению температуры. В конце стадии слоевого источника модель очень быстро поднимается вверх по ветви красных гигантов (RGB - red giant branch). Атмосфера такой модели сильно расширяется, обеспечивая резкое повышение светимости. В точке с наиболее красным показателем цвета вырождение ядра снимается. C этого момента,который называется гелиевой вспышкой, в центре звезды начинаются реакции превращения гелия в элементы группы C, N, O . Это стадия двойного источника энергии: в центре звезды горит гелий, а в слое, окружающем ядро по-прежнему происходят реакции превращения водорода в гелий. Испытав гелиевую вспышку модель опускается на 2-3 звездных величины и занимает место, очень близкое к тому, в котором она уже была при первом подъеме по ветви гигантов. В этом месте модель остается до истощения гелия в центре. Скорость перемещения модели по диаграмме вновь становится малой. Как и на ZAMS, положение модели в начальной стадии двойного слоевого источника зависит (для данного химического состава) в основном от массы звезды. В звездах с дефицитом тяжелых элементов изохрона моделей в начале стадии двойного источника проходит почти параллельно оси показателей цвета, т.е. горизонтально. Поэтому за этой эволюционной последовательностью закрепилось название горизонтальная ветвь (HB). После истощения гелия в центре модель вновь начинает подниматься по треку, близкому к ветви нормальных гигантов. Это асимптотическая ветвь гигантов (AGB). В своей верхней части она практически сливается с RGB. Далее эволюция на этой диаграмме не прослежена.

Звезды малых масс (M < 2M_sun) эволюционируют подобно звездам промежутовной массы, с тем различием, что при переход на ветвь субгигантов происходит по плавной кривой, без вторичного зубца, а движение в вершине ветви гигантов происходит относительно медленнее. Заметим, что Солнце, имеющее возраст порядка 4.5ћ109 лет, до сих пор находится весьма близко к начальной главной последовательности.

Рис.2. На этом рисунке эволюционные треки с рисунка 1 показаны на фоне графика, на котором показано реальное положение на диаграмме звезд, для которых в ходе выполнения проекта Hipparcos были определены тригонометрические параллаксы. Данные о видимых величинах и показателях цвета взяты из Исходного Hipparcos каталога. Рисунок иллюстрирует тот факт, что современные расчеты моделей вполне удовлетворительно представляют наблюдательные данные. Хорошо видно, что наблюдаемая ширина полосы главной последовательности определяется продолжительностью стадии центрального горения водорода и соответствующего этой стадии перемещению модели по диаграмме.

* Рисунки и текст предоставлены сотрудником Лаборатории новых фотометрических методов Мироновым А.В.