14.2 Izmenenie himicheskogo sostava zvezdnogo veshestva
Lekciya 14. Himicheskaya evolyuciya zvezdnyh naselenii
14.2 Izmenenie himicheskogo sostava zvezdnogo veshestva
Hotya sintez elementov tyazhelee geliya yavlyaetsya voprosom astrofiziki, dlya ponimaniya evolyucii Galaktiki napomnim osnovnye cherty etogo processa. Kosmologicheskaya teoriya ob'yasnyaet tol'ko poyavlenie vodoroda, geliya i nebol'shogo kolichestva neskol'kih legkih elementov. Himicheskii sostav veshestva Vselennoi v proshlom ustanavlivayut putem spektroskopicheskih issledovanii dalekih galaktik, a sovremennoe - po sostavu nashei i blizhaishih galaktik. V chastnosti, nablyudeniya dalekih galaktik dalo otnoshenie soderzhanii deiterii/vodorod (2.6 ± 0.2)· 10-5. V nastoyashee vremya v Galaktike eto otnoshenie ravno 1.6· 10-5, chto govorit ob opredelennom izmenenii himicheskogo sostava so vremenem. Issledovaniya dalekih galaktik vazhny, tak kak oni dayut nachal'nye usloviya dlya postroeniya modelei himicheskoi evolyucii Galaktiki. Hoil v 1946 godu vyskazal ideyu, chto sushestvuyushie v nastoyashee vremya himicheskie elementy obrazovalis' iz vodoroda i geliya v reakciyah nukleosinteza v nedrah zvezd, i byli zatem vybrosheny v mezhzvezdnoe prostranstvo pri vzryvah sverhnovyh zvezd. Iz obogashennoi tyazhelymi elementami mezhzvezdnoi sredy vnov' obrazovalis' zvezdy i t.d. Pri etom chast' sozdannyh elementov ostaetsya zakonservirovannymi v zvezdnyh ostatkah i malomassivnyh zvezdah i vyklyuchaetsya iz krugooborota.
Soglasno sovremennym predstavleniyam, massivnye sverhnovye zvezdy SNe II (M > 8M¤) yavlyayutsya osnovnymi postavshikami v mezhzvezdnuyu sredu elementov α-zahvata, r-processa i nebol'shogo kolichestva elementov gruppy zheleza. Osnovnaya zhe massa elementov gruppy zheleza sinteziruetsya pri vzryvah zvezd men'shih mass (M ≈ 2 ? 8 M¤) kak rezul'tat akkrecii veshestva na uglerodno-kislorodnyi belyi karlik v tesnyh dvoinyh sistemah, vzryvayushihsya vsledstvie etogo kak SNe Ia. Obogashenie mezhzvezdnoi sredy α-elementami (O, Mg, Si, S, Sa i Ti) proishodit za bolee korotkoe vremya, chem zhelezom, chto obuslovleno raznicei vo vremenah evolyucii sverhnovyh tipa II (≈ 20 mln. let) i Ia (≈ 1 mlrd. let). Poskol'ku vklad SNe Ia v sintez elementov gruppy zheleza sushestvenno bol'she, chem vklad v sintez α-elementov, to otnoshenie [α/Fe] budet ubyvat' v Galaktike po mere obogasheniya mezhzvezdnoi sredy ostatkami etih sverhnovyh. Takim obrazom, k tomu momentu, kogda velichina [α/Fe] nachnet umen'shat'sya, proidet ≈ 1 mlrd. let posle nachal'noi vspyshki zvezdoobrazovaniya. Poetomu bolee molodye zvezdy imeyut v srednem men'shee otnositel'noe soderzhanie α-elementov. Na ris. 14-1 privedena diagramma [α/Fe] - [Fe/H] dlya geneticheski svyazannyh s edinym protogalakticheskim oblakom (zapolnennye kruzhki) i akkrecirovannyh (otkrytye kruzhki) zvezd polya iz kataloga Borkovoi i Marsakova (2005). Vidno, chto izlom zavisimosti iz-za nastupleniya epohi massovyh vspyshek SNe Ia (t.e. cherez ≈ 1 mlrd. let) i obogasheniya ih vybrosami mezhzvezdnoi sredy v nashei Galaktike nahoditsya v okrestnosti [Fe/H] ≈ -1.0. Gorizontal'naya shtrihovaya liniya priblizitel'no razdelyaet zvezdy podsistem tolstogo i tonkogo diskov - absolyutnoe bol'shinstvo zvezd tonkogo diska imeet [α/Fe] < 0.2 (plotnoe sgushenie tochek v pravom nizhnem kvadrante diagrammy).
Chast' tyazhelyh elementov (v osnovnom α-elementy) obrazuetsya dopolnitel'no v processah medlennogo zahvata neitronov (s-process), realizuemyh v atmosferah odinochnyh zvezd promezhutochnoi massy (4 ? 8) M¤, i vybrasyvayutsya zatem v mezhzvezdnuyu sredu v rezul'tate postepennoi poteri imi obolochki.
Teoriya evolyucii zvezd, v tom chisle teoriya vzryvnogo nukleosinteza v massivnyh zvezdah, vklyuchayushaya gorenie ugleroda, kisloroda i kremniya, ob'yasnila s dostatochnoi tochnost'yu rasprostranennost' elementov v prirode. Pri etom yasno, chto v sluchae nepreryvno prodolzhayushegosya processa zvezdoobrazovaniya i mezhzvezdnaya sreda, i vnov' rozhdennye zvezdy dolzhny byt' vse bolee bogaty tyazhelymi elementami. V etom sluchae nablyudatel'nye dannye dolzhny obnaruzhivat' zavisimost' mezhdu vozrastom i metallichnost'yu.
Vazhnym voprosom yavlyaetsya i to, kak zavisit temp obogasheniya veshestva Galaktiki ot svoistv mezhzvezdnoi sredy? Otvet na etot vopros svyazan s vozmozhnost'yu naiti po nablyudatel'nym dannym zavisimost' soderzhaniya tyazhelyh elementov ot polozheniya ob'ektov v Galaktike, prezhde vsego - gradienty himicheskogo sostava v ob'ektah diska i galo po radiusu Galaktiki.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zvezdnaya astronomiya
Publikacii so slovami: zvezdnaya astronomiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
