Химический состав звёзд
ЯНГДЮМХЕ ДНЙСЛЕМРНБ НМКЮИМ
дНЙСЛЕМРШ Х АКЮМЙХ НМКЮИМ

нАЯКЕДНБЮРЭ

Администрация
Механический Электроника
биологии
география Навигация астрономия геология туризм экологии
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина
музыка
образование
психология
разное
художественная культура
экономика




















































Химический состав звёзд

астрономия


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 1627


ДРУГИЕ ДОКУМЕНТЫ

Масштабы вселенной
Химический состав звёзд
 

Химический состав звёзд

══ По мере повышения температуры состав частиц, способных существовать в атмосфере звезды, конечно, упрощается. Спектральный

анализ звёзд классов О, B, A (температура от 50 000 до 10 000 С) показывает в их атмосферах линии иони 313i82id ;зированных═ водорода и гелия и ионы металлов, в классе К (5000 С)обнаруживаются уже радикалы, а в классе М(3800 С) - даже молекулы оксидов.

══ В таблице 1 указаны более подробно соотношения между отдельными элементами, встречающимися в одном из звёздных классов, именно в классе В.

═ т а б л и ц а 1

Химический состав звёзд В (относительные числа атомов)


═══════ Элемент═══════════════════════ относительные количества атомов в звёздах



══════════════════════════════════════════ t-Скорпиона════════════ x══ -Персея═════════════ g══ -Пегаса════════

═══ Водород══════════════════════════ 8530═════════════════════════════ 8300═══════════════════════ 8700

═══ Гелий═════════════════════════════ 1450═════════════════════════════ 1700═════════════ ══════════1290

═══ Углерод═════════════════════════ 2,0════════════════════════════════ 1,5══════════════════════════ 3,3

═══ Азот════════════════════════════════ 3,1════════════════════════════════ 1,7══════════════════════════ 0,9

═══ Кислород══════════ ═════════════11,0══════════════════════════════ 9,0══════════════════════════ 3,7

═══ Фтор════════════════════════════  ═ --═══════════════════════════════════ --═══════════════════════════ 0,028

════ ═Неон═══════════════════════════════ 4,5══════════════ ═════════════════3,4══════════════════════════ 4,65═

════ Магний══════════════════════════ 0,46═════════════════════════════ 0,49════════════════════════ 0,76

════ Алюминий════════════════════ 0,032═══════════════════════════ 0,05═══════════════════════ 0,005

════ Кремний════════════════════════ 0,75═════════════════════════════ 0,77═══════════════════════ 0,094

════ Фосфор════════════════ ══════════ --═════════════════════════════════ --════════════════════════════ 0,0028

════ Сера════════════════════════════════ --═══ ═══════════════════════════════0,25═══════════════════════ 0,55

════ Хлор════════════════════════════════ --══════════════════════════════════ --═══════════════════════════ 0,014

════ Аргон══════════════════════════════ --═════════════════════════════════ ═--═══════════════════════════ 0,07


════В таблице 1 указаны относительные числа. Это значит, что, например, в звезде g═ - Пегаса на 8700 атомов водорода приходится 1290 атомов гелия, ═

0,9 атомов азота и т.д.

═══════════ В списке звезд первых четырех классов преобладают линии водорода и гелия, но по мере пони 313i82id ;жения температуры появляются линии других элементов и даже линии, указывающие на существование соединений. Эти соединения еще очень просты. Это оксиды циркони 313i82id ;я, титана (класс М), а также радикалы CH, OH, NH, CH2, C2, C3, СаН═ и др. Наружные слои звезд состоят═ главным образом из водорода; в среднем на 10 000 атомов водорода приходится около 1000 атомов гелия, 5 атомов кислорода и менее одного атома других элементов.

═══════════ Существуют звезды, имеющие повышенное содержание того или иного элемента. Так, известны звезды с по повышенным содержанием кремния (кремниевые звезды), звезды, в которых много железа (железные звезды), марганца (марганцевые), углерода (углеродные) и т. п. Звезды с аномальным составом элементов довольно разнообразны. В молодых звездах типа красных гигантов обнаружено повышенное содержание тяжелых элементов. В одной из них найдено повышенное содержание молибдена, в 26 раз превышающее его содержание в Солнце.═ Вообще говоря, содержание элементов, атомы которых имеют массу, большую массы атома гелия, постепенно уменьшается по мере старения звезды. Вместе с тем, химический состав звезды зависит и от местонахождения звезды в галактике. В старых звездах сферической части галактики содержится немного атомов тяжелых элементов, а в той части, которая образует своеобразные периферические спиральные ╚ рукава ╩ галактики, и в ее плоской части имеются звезды, относительно богатые тяжелыми элементами. Именно в этих частях и возникают новые звезды. Поэтому можно связать наличие тяжелых элементов с особенностями химической эволюции, характеризующей жизнь звезды.

═══════════ Химический состав звезды отражает влияние двух факторов: природы межзвездной среды и тех ядерных реакций, которые развиваются в звезде в течение ее жизни. Начальный состав звезды близок к составу межзвездной материи - газо-пылевого облака,═ из которого возникла звезда. Газо-пылевое облако не везде одинаково. Вполне возможно, что звезда, появившаяся в определенном месте вселенной, окажется, например, более богатой тяжелыми элементами, чем та, которая возникла в ином месте.

═══════════ Спектральное исследование состава звезд требует учета множества факторов, к ним относятся силы тяжести, температура, магнитные поля и т. п. Но даже при выполнении всех правил исследования все же данные кажутся неполными: ведь спектральный анализ относится к внешним, поверхностным слоям звезды. Что происходит в недрах этих далеких объектов, как будто недоступно для изучения. Однако опыт показал, что в спектрах звезд обнаруживаются явные признаки наличия тех элементов, которые являются продуктами ядерных реакций ( барий, технеций, циркони 313i82id ;й) и могут образоваться только в глубинах звезды. Отсюда следует, что звездное вещество подвергается процессам перемешивания. С точки зрения физика, совместить перемешивание с равновесием своей огромной массы звездного вещества довольно трудно, но для химика данные спектроскопии представляют бесценный материал, так как они 313i82id ; позволяют сделать обоснованные предположения о ходе ядерных реакций в недрах космических тел.

Анализ шаровых скоплений звезд═ в той части Галактики, которая отвечает наиболее старым звездам, показывает пони 313i82id ;женное содержание тяжелых металлов (Л. Аллер). С другой стороны, если══ Галактика развивалась из газового облака, содержащего в основном водород, то в ней должны быть и чисто водородные звезды. К таким звездам относятся══════════

═══ Т а б л и ц а 2

Распространенность элементов у субкарликов.

═══════════ Элемент

распространенность═

распространенность

═HD═ 140283

═ HD═ 19445

Углерод

═════ 3,40

════ 2,25

Магний

═════ 1,87



════ 0,58

Аргон

═════ 3,73

════ 1,54

Кобальт

═════ 2,02

════ 1,37

Скандий

═════ 2,34

════ 1,84

Титан

═════ 1,72

════ 1,20

Ванадий

═════ 1,76

════ 1,93

Марганец

═════ 1,99

════ 1,54

Железо

═════ 2,06

════ 1,75

Никель

═════ 1,42

════ 1,53

субкарлики. Они занимают промежуточное место между звездами главной последовательности и белыми карликами. В субкарликах много водорода и мало металлов.

═══════════ В таблице 8 (по Л. Аллеру) указаны логарифмы отношений чисел атомов данного элемента на Солнце к числам атомов этого же элемента у субкарликов (распространенность). Как видно, все эти числа больше нуля, т.е. Солнце богаче металлами, чем субкарлтки.

Что касается следов ядерных превращений, изменивших ╚химическое лицо╩ звезды, то эти следы бывают иногда очень отчетливыми. Так, существуют звезды, в которых водород превратился в гелий; атмосфера таких звезд состоит из гелия Возможно, что значительную роль в обогащении звезды (ее внешних слоев) гелием сыграло перемешивание звездного вещества. Так, А.А. Боярчук обнаружил 8 звезд, в которых содержание гелия было в 100 раз больше, чем содержание водорода, причем на 10 000 атомов гелия в этих звездах приходится лишь 1 атом железа. Одна из гелиевых звезд вообще══ не содержала водорода. Это наблюдается редко и, по-видимому, свидетельствует о том, что в звезде водород═ полностью═ израсходован═ в процессе ядерных реакций.

═══════════ При тщательном изучении═ одной из таких звезд в ней были обнаружены углерод и неон, а также титан. У другой гелиевой звезды на 500 атомов гелия приходится углерода - 0.56, азота - 0.72, кислорода - 1.0, неона - 3.2, кремния - 0.05,═ магния - 0.5. Яркая двойная звезда в созвездии Стрельца - сверхгигант с температурой поверхности═ около 10 000 С - также является дефицитной по водороду: в ее спектре наблюдается четко выраженные линии гелия и очень слабые линии водорода. По - видимому, это те звезды, в которых водород уже выгорел в пламени ядерных реакций. Наличие в них углерода и азота дает возможность сделать обоснованные предположения о ходе ядерных реакций, доставляющих энергию и производящих ядра различных элементов.

═══════════ Очень интересны углеродные звезды. Это звезды относительно холодные -═ гиганты и сверхгиганты. Их поверхностные температуры лежат обычно в пределах 2500 - 6000С. При температурах выше 3500С при равных количествах кислорода и углерода в атмосфере большая часть этих элементов существует в форме оксида углерода со. Из других углеродных соединений в этих звездах найдены циан (радикал СN) и радикал СН. Имеется также некоторое количество оксидов титана и циркони 313i82id ;я, выдерживающие высокие температуры. При избытке водорода концентрация СN, СО, С2 будет относительно меньшей, а концентрация СН увеличится. Такие звезды (СН-звезды)═ встречаются наряду со звездами, в которых наблюдается дефицит водорода.

═══════════ В одной из звезд было найдено повышенное отношение содержания углерода к содержанию железа: количество углерода в 25 раз превышало количество══ железа и в то же время отношение содержания углерода к содержанию водорода равнялось 40. Это значит, что звезда очень богата углеродом═ при значительной недостаче водорода. Колебание блеска одной из звезд этого вида было даже приписано ослаблению светимости, вызываемому твердыми углеродными частицами, рассеянными═ в атмосфере звезды. Однако большинство углеродных звезд характеризуется нормальным содержанием водорода в атмосфере (Л. Аллер).

═══════════ Важной особенностью углеродных звезд является повышенное═ содержание изотопа углерода 13С. Роль этого изотопа в общем энергетическом балансе звезды очень велика. Процессы, связанные с его участием, питают звезду энергией и развиваются лишь при очень высоких температурах в глубинных зонах. Появление изотопа 13С в поверхностных слоях, вероятно, обусловлено процессами перемешивания.

═══════════ Некоторые типы звезд характеризуются повышенным содержанием═ металлов, расположенных в одном столбце периодической системы с циркони 313i82id ;ем; в этих звездах имеется неустойчивый элемент технеций═ 4399Тс. Ядра технеция могли образоваться из 98Мо в результате захвата нейтрона с выбрасыванием электрона из ядра молибдена или при фотопроцессе из 97Мо. Во всяком случае наличие нестабильного ядра - убедительное доказательство развития ядерных реакций в звездах.

═══════════ Астрономы и астрофизики выполнили большую работу по анализу и сопоставлению спектральных данных и результатов исследований метеоритов. Оказалось, что элементы с четными порядковыми номерами встречаются чаще, чем с нечетными. Ядра элементов с четными порядковыми номерами более устойчивы; устойчивость ядра зависит от соотношения в нем числа протонов и нейтронов. Наиболее устойчивые ядра имели больше шансов образоваться и сохраниться в жестких условиях.

[нет1]