Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu
 

Na pervuyu stranicu
Fizicheskie osnovy stroeniya i evolyucii zvezd

<< 6.1 Uravneniya zvezdoi struktury | Oglavlenie | 6.3 Teplovaya ustoichivost' zvezd >>

6.2 Sootnoshenie massa-svetimost'

Vid uravnenii pozvolyaet naiti ryad sootnoshenii dlya integral'nyh harakteristik zvezd (massa, svetimost', radius), ne reshaya chislenno sistemu. Eto mozhno sdelat' v tom sluchae, kogda neprozrachnost' $ \varkappa$ i energovydelenie $ \varepsilon$ stepennym obrazom zavisyat ot plotnosti i temperatury. Na samom dele eti zavisimosti razlichny dlya razlichnyh sloev, i, bolee togo, v nekotoryh sluchayah voobshe nel'zya primenyat' stepennuyu approksimaciyu. Tem ne menee dlya shirokogo klassa ``gladkih'' modelei poluchayushiesya sootnosheniya podtverzhdayutsya pryamym chislennym raschetom.

V vyrazheniyah dlya neprozrachnosti budem pol'zovat'sya pri nizkih temperaturah zakonom Kramersa:

$\displaystyle \varkappa=\varkappa_0\rho T^{-7/2}\;,
$

a pri vysokih -- tomsonovskom neprozrachnost'yu:

$\displaystyle \varkappa=\varkappa_{\mbox{\sc t}}=0,4\;\mbox{sm}^2/\mbox{g}.
$

Pri ocenkah budem proizvodnye zamenyat' na otnosheniya tipa:

$\displaystyle {dM\over{dr}}\sim {M\over R}\;,\quad{dP\over{dr}}\sim {P\over R}$   i t. d.$\displaystyle $

Togda pervye tri uravneniya dayut sleduyushie tri sootnosheniya:

$\displaystyle {dM_r\over{dr}}=4\pi r^2\rho\to M=R^3\rho_c,
$

$\displaystyle {dP\over{dr}}=-{GM_r\over{r^2}}\rho\to P={GM\over R}\rho=GM^{2/3}\rho^{4/3}\;,
$

$\displaystyle L_r=-4\pi r^2D{d(aT^4)\over{dr}}\to L\sim R{T^4\over{\varkappa\rho}}\sim RT^{15/2}
\rho^{-2}.
$

Pri takih ocenkah chislennye koefficienty opuskayutsya. Ispol'zuya pervoe sootnoshenie, poluchim dlya svetimosti

$\displaystyle L\sim M^{1/3}T^{15/2}\rho^{-7/3},
$

a uravnenie sostoyaniya ideal'nogo gaza $ P=\Re\rho T$ daet

$\displaystyle T\sim GM^{2/3}\rho^{1/3}.
$

Takim obrazom,

$\displaystyle L\sim G^{15/2}M^{16/3}\rho^{1/6}.
$

Analogichno zamenyaem uravnenie dlya energii:

$\displaystyle {dL_r\over{dr}}=4\pi r^2\rho\varepsilon \to L=R^3\rho\varepsilon=M\varepsilon.
$

Dlya energovydeleniya imeem vyrazhenie (approksimiruyushie tochnye formuly 5.5):

$\displaystyle \varepsilon=\rho T^{nu}\;,
$

gde $ \nu=4$ pri $ T\sim 13\cdot 10^6$ K (v sluchae pp-cikla) i $ \nu=15\div 20$ pri $ T\sim 20\cdot 10^6$ K (CNO-cikl). Dal'she ogranichimsya sluchaem pp-cikla ($ \nu=4$). Togda

$\displaystyle L\sim M\;\rho\;T^4\sim G^4M^{11/3}\rho^{7/3}.
$

Isklyuchaya plotnost' iz dvuh vyrazhenii dlya $ L$ okonchatel'no poluchim

$\displaystyle L\sim G^{7,8}M^{5,5}\;,
$

$\displaystyle R\sim M^{0,07}\;,
$

$\displaystyle T_{\mbox{ef}}\sim M^{1,3}.
$

Otmetim, chto chislennye raschety dayut $ L\sim M^4$ (dlya zvezd s massoi poryadka 1 $ M_{\odot}$). Sleduet obratit' vnimanie na sil'nuyu zavisimost' svetimosti ot postoyannoi tyagoteniya $ L\sim G^{7,8}$. Iz geologii izvestno, chto svetimost' Solnca ne menyalas', po krainei mere na protyazhenii poslednih treh milliardov let. Eto govorit o tom, chto postoyannaya tyagoteniya ne mogla sil'no menyat'sya s vozrastom Vselennoi.

V sluchae tomsonovskoi neprozrachnosti (vysokie temperatury)

$\displaystyle \varkappa=\varkappa_{\mbox{\sc t}},
$

$\displaystyle L\sim RT^4\rho^{-1}\varkappa^{-1}\sim M^{1/3}T^4\rho^{-4/3}\sim M^{1/3}(T/
\rho^{1/3})^4\sim G^4M^{3}, %% *** check in the book 11/3
$

t. e. energootvod ne zavisit ot $ \rho $. Dlya energovydeleniya pri bol'shih temperaturah imeem

$\displaystyle L=M\rho T^{15}$   (CNO-cikl),$\displaystyle $

chto daet

$\displaystyle \rho\sim M^{-4/3}G^{-11/6},
$

$\displaystyle R\sim M^{7/9}.
$

Privedem tablicu 3, poluchennuyu putem chislennyh raschetov dlya verhnei chasti glavnoi posledovatel'nosti ( $ M>M_\odot,\;Z=0,02$).
Tablica 3.
Modeli zvezd glavnoi posledovatel'nosti
$ M/M_\odot$ 2,5 5 10
$ L/L_\odot$ 20 300 3000
$ R/R_\odot$ 1,6 2,4 3,6
$ \rho_c\,[$g sm$ ^{-3}]$ 48 20 8



<< 6.1 Uravneniya zvezdoi struktury | Oglavlenie | 6.3 Teplovaya ustoichivost' zvezd >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: Evolyuciya zvezd - vnutrennee stroenie zvezd - termoyadernye reakcii - fizicheskie processy
Publikacii so slovami: Evolyuciya zvezd - vnutrennee stroenie zvezd - termoyadernye reakcii - fizicheskie processy
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Ocenka: 3.0 [golosov: 119]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce


Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya