К проблеме отсутствия звёзд с первичным химическим составом
вернуться к 18.1
Отметим одну из возможностей объяснения отсутствия среди наблюдаемых звёзд объектов с первоначальным (космологическим) содержанием тяжелых элементов. Мы ранее уже отмечали, что при первоначальном коллапсе протогалактики могло образовываться много очень массивных быстро эволюционирующих звёзд, заканчивающих свою эволюцию взрывом сверхновых. При этом в межзвёздную среду выбрасывалось много тяжелых элементов. Долгоживущие маломассивные звёзды первого поколения (гипотетического населения III), двигаясь в обогащенной тяжелыми элементами среде, аккрецировали эту среду на свои поверхности. Звезда с массой M, движущаяся сквозь межзвёздный газ, аккрецирует его со скоростью, которую можно оценить по следующей, приведенной в одной из статей Тутукова, формуле:
где v
6 - скорость звезды относительно среды, n
H - плотность газа, а М
¤ - масса Солнца. Сравнение массы аккрецируемого газа с массами фотосфер звёзд показывает, что звезда за время порядка
лет полностью обновляет свою фотосферу, то есть аккрецирует массу газа, равную массе фотосферы. Например, белый карлик с радиусом в одну сотую солнечного, движущийся со скоростью 30 км/c через газовую среду с плотностью n
H = 1, что характерно для окрестностей Солнца, всего за 100 лет может обновить состав своей фотосферы. Как было сказано выше, плотность вещества в протогалактике была на несколько порядков ниже, чем средняя плотность массы в современной Галактике, однако за прошедшие со времени формирования гало ≈ 15 миллиардов лет звёзды первого поколения вполне могли впитать в свои поверхности достаточное количество металлов, чтобы показывать металличности, наблюдаемые у звёзд гало. Отметим, что и скорости звёзд гало заметно больше взятой для примера. При этом, поскольку орбиты звёзд гало ориентированы по-разному, звёзды проводят разное время в областях, богатых газом (область диска), так что количество аккрецированного газа может быть разное, и мы должны наблюдать большую дисперсию металличностей среди звёзд гало. Впрочем, взаимодействие звёзд с межзвёздной средой - не тривиальная задача вследствие существования звёздного ветра, мешающего аккреции, так что темп аккреции прямо связан с движением звёзды только в простейшем случае, когда звёздный ветер слаб. Обычно такая ситуация наблюдается у вырожденных объектов и у звёзд с лучистой (не конвективной) оболочкой. Значит у красных карликов (т.е. маломассивных звёзд) этот эффект вряд ли эффективен.
