Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу
 

На первую страницу Движущиеся оболочки звезд << 4.2 Реальный атом | Оглавление | 4.4 Некоторые применения >>

4.3 Роль столкновений и общего поглощения в оболочке

Наличие градиента скорости не является единственной причиной, ведущей к понижению степени возбуждения и ионизации атомов. Такое же влияние оказывают удары второго рода и общее поглощение в оболочке. Мы сейчас рассмотрим каждую из этих причин в отдельности.

  а) Столкновения

При несоответствии между степенью возбуждения атомов и электронной температурой, столкновения между атомами и электронами ведут к уменьшению этого несоответствия. Если степень возбуждения ниже больцмановской при температуре электронного газа, то удары первого рода происходят чаще ударов второго рода и ведут к повышению степени возбуждения и понижению электронной температуры. При обратном положении чаще происходят удара второго рода, и это ведет к понижению степени возбуждения и повышению электронной температуры. В газовых туманностях осуществляется первый из этих случаев; в оболочках малого радиуса могут, по-видимому, осуществляться оба эти случая.

Допустим, что имеет место второй из указанных случаев, и выясним подробнее роль столкновений. Как и в § 1, возьмем атом с тремя уровнями. Для учета ударов второго рода мы должны в правой части перврго из уравнений (2) добавить член n2neD21. Тогда вместо первого из соотношений (14) получаем

$$
C_{12} = \left(1-\frac{\gamma}{3}\right) \bar K_{12} + q(1-p)\bar K_{13} - \frac{n_2 n_e D_{21}}{4\pi a_{12}} .
$$ (53)
Но
$$
\frac{n_2}{4\pi a_{12}} = \frac{\bar K_{12}}{A_{21}} .
$$ (54)

Поэтому, переходя к уравнениям (22), мы вместо второго из этих уравнений находим

$$
q^2 \frac{d^2 \bar K_{12}}{d\tau^2} = (\beta + \gamma + \delta)\bar K_{12} - 3(1-p)q\bar K_{13},
$$ (55)
где обозначено

$$
\frac{\delta}{3} = \frac{n_e D_{21}}{A_{21}} .
$$ (56)

Мы видим, что влияние ударов второго рода формально сказывается так же, как наличие градиента скорости.

Для оценки величины δ мы можем воспользоваться формулой (III, 49), определяющей величины D1k для водородного атома. Так как

$$
D_{21} = \frac{g_1}{g_2} e^{\frac{h\nu_{12}}{kT}} D_{12} ,
$$ (57)

то при T=10000°; (величина D21, впрочем, очень слабо зависит от T) мы находим

$$
\delta \approx 10^{-17} n_e .
$$ (58)

Для звездных оболочек, рассмотренных нами в главе II, было получено β > 10-8, ne < 1012. Это значит, что в таких оболочках β >> δ, т. е. градиент скорости играет гораздо большую роль, чем удары второго рода. Для оболочек новых звезд положение является аналогичным.

б) Общее поглощение в оболочке

При наличии общего поглощения в оболочке уменьшение степени возбуждения и ионизации происходит как благодаря поглощению квантов, излучаемых данными атомами за границами серий, так и благодаря поглощению квантов, излучаемых в спектральных линиях. Чтобы рассмотреть этот эффект, надо добавить соответствующие члены к уравнениям переноса излучения, написанным выше. (Условия лучевого равновесия при этом, очевидно, не изменятся).

Возьмем снова атом с тремя уровнями. Вместо уравнений (16) и (18) мы теперь имеем

$$ \cos\theta\frac{dK_{13}}{d\tau} = -(1+\eta)K_{13} + C_{13} ,
$$ (59)
$$ \cos\theta\frac{dK_{12}}{dt} = -(1+\eta_1 + \beta\cos^2\theta)K_{12} + C_{12} ,
$$ (60)
где
$$
\eta = \frac{a_{13}^\prime}{a_{13}}, \quad \eta_1 = \frac{a_{12}^\prime}{a_{12}},
$$ (61)

а a'13 и a'12 - коэффициенты общего поглощения за границей основной серии и в спектральной линии.

Из уравнений (59) и (60) с помощью условий лучевого равновесия получаем

$$
\left.
\begin{array}{r}
\frac{d^2 \bar K_{13}}{d\tau^2} = (1 - p + \eta)\bar K_{13} - \frac{\gamma}{q} \bar K_{12} \\
q^2 \frac{d^2 \bar K_{12}}{d\tau^2} = (\beta + \gamma + 3\eta_1)\bar K_{12} - 3(1-p)q\bar K_{13}
\end{array}
\right \}
$$ (62)

[вместо уравнений (22)]. Характеристическое уравнение этой системы имеет вид

$$
[\lambda^2 - 3(1-p+\eta)][q^2 \lambda^2 - (\beta + \gamma + 3\eta_1)] = 3(1-p)\gamma
$$ (63)

и, если считать выполненным неравенство (26), то для λ1 находим

$$
\lambda^2_1 = 3\left[\eta + (1-p)\frac{3\eta_1 +\beta}{3\eta_1 +\beta +\gamma}\right].
$$ (64)

Трудно сказать, не имея в виду конкретных оболочек и атомов, какой из членов, входящих в эту формулу, играет наибольшую роль. Отметим только, что в оболочках звезд поздних классов роль общего поглощения весьма значительна. Поэтому подробнее этот вопрос будет рассмотрен в следующей главе.


<< 4.2 Реальный атом | Оглавление | 4.4 Некоторые применения >>
Публикации с ключевыми словами: оболочки звезд - перенос излучения
Публикации со словами: оболочки звезд - перенос излучения
См. также:

Оценка: 2.9 [голосов: 126]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астрометрия - Астрономические инструменты - Астрономическое образование - Астрофизика - История астрономии - Космонавтика, исследование космоса - Любительская астрономия - Планеты и Солнечная система - Солнце


Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования