Ударные волны в оболочках звезд - Климишин И.А.
Скачать (прямая ссылка):
особенностью которого является периодическое движение через оболочку
мощной ударной волны. В итоге радиус оболочки
2
(слоя с оптической толщиной т ?= ^ ) возрос до величины Re = 800 /?0,
причем часть массовых зон при каждой пульсации получала скорость больше
параболической и ускользала. Изменение положения отдельных массовых зон
во времени показано на рис. 62. Как оказалось, в процессе движения газа
одна ударная волна возникает при движении слоев по направлению к центру
звезды; она как бы погружается в более глубокие слои и исчезает. Между
тем в верхних слоях оболочки уже формируется вторая ударная волна,
которая в момент максимального сжатия слоев движется к внешней границе
оболочки. В итоге часть слоев получает скорость больше параболической,
что приводит к потере массы около 1СГ5 М0 за цикл.
181
R/R,
Рис. 61. Пульсирующее истечение вещества, возникающее при прохождении
периодической ударной волны в атмосфере звезды с массой М =5 М 0, период
волны Р = 1,6-107ctSJ. Hill, L.A. Willson, 1979).
Рис. 62. Изменение положения отдельных массовых зон в атмосфере звезды-
гиганта при установлении в ней пульсационног о движения (А.В. Туту-ков,
Ю.А. Фадеев, 1981).
t(f07). с
В последние годы увеличилось число публикаций, в которых анализируются
особенности движения ударных волн в атмосферах долгопериодических
переменных звезд в связи с пррблемой образования околозвездных оболочек
(см., например, S.SIutz, 1976). Однако относительно величины скорости
движения ударных волн в протяженных оболочках звезд типа Миры Кита нет
единого мнения. Существует предположение (L.A. Willson ,
1976), что с расстоянием эта скорость уменьшается по закону
D = 70 км/с'
По другим данным (P.R.Wood, 1979) величина скорости ударной волны вообще
невелика, всего около 5 - 10 км/с, и поэтому главную роль в формировании
потока вещества играет лучистое давление.
Анализ общих проблем динамики оболочек звезд поздних спектральных классов
дан в работе А.В.Тутукова и Б.М.Шустова, 1979.
182
Здесь уместно также отметить влияние ударных движений волн в атмосферах
звезд на показатели цвета пульсирующих переменных. Как известно, для
определения радиусов этих звезд используется метод Весселинка: прирост
радиуса AR, найденный по изменению визуальной величины звезды
до
/7? |/ при одном и том же показателе цвета (т.е. величина - = - 0,46 Ат
у),
R
сопоставляется с приростом А/?, полученным в результате интегрирования
кривой лучевых скоростей. Однако если в спектре пульсирующей переменной
наблюдается расщепление линий (если в атмосфере звезды движется ударная
волна), то величина найденного по методу Весселинка радиуса существенно
зависит от фазы, для которой велось измерение. Это расхождение в
результатах удается устранить, если учесть вклад в изменение блеска
звезды излучения с фронта ударной волны, движущейся в ее атмосфере (Н.А.
Abt, 1959). Обозначим прирост видимой величин^ звезды за счет
высвечивания ударной волны через AV, приросты цветов соответственно через
A (U - В) и А (В - V). Если в атмосфере пульсирующей звезды ударные волны
не возникают, то изменения цветов U-В и В- V рассчитываются теоретически.
Задача теории заключается в том, чтобы показать, как связаны между собой
приросты AV, A (U- В) и А (В - V). Зная два последних из наблюдений,
можно найти прирост А V, исправить наблюдаемую величину амплитуды блеска
звезды Ат у и, в конечном итоге, определить ее радиус методом Весселинка.
Для расчета потока излучения с фронта ударной волны необходимы данные о
структуре излучающей области за фронтом волны. Как было отмечено в § 10,
строгое решение этой задачи еще предстоит получить. Из приближенных же
оценок (Н.А. Abt, 1959), В.И.Голинько (1970) следует, что избыток цвета А
(В - V) при увеличении блеска звезды и росте силы ударной волны остается
практически равным нулю. Величина ультрафиолетового избытка
пропорциональна обусловленному ударной волной изменению звездной величины
в желтых лучах A V
A(U-B)^AV. (27.18)
Отмечено, что излучение высокотемпературной области из-за фронта ударной
волны слабо влияет на горбы на кривых блеска в синих и желтых лучах. Их
величина для слабой ударной волны определяется в основном волной сжатия,
движущейся за ударным фроИтом.
§ 28. Движение сильных ударных волн в звездах
Представление о том, что вспышки новых и сверхновых связаны с выходом на
поверхность звезды сильной ударной волны, используется уже с 1946 г. При
этом долгое время вопрос о том, как и где формируются ударные волны,
оставлялся в стороне. Взрыв моделировался искусственным мгновенным
выделением такого количества энергии в центральной части звезды, чтобы
вещество вблизи ее поверхности ускорялось ударной волной до наблюдаемых
скоростей. В принципе это оправдано, так как для степенного закона
уменьшения плотности (а именно так можно приближенно представить строение
внешних слоев звезды) распространение сильной ударной волны является
автомодельным, не зависящим от начальных условий. Это и позволяло
