КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина VI

ФІЗИКА ЗІР І ТУМАННОСТЕЙ

Розділ 15

ПОДВІЙНІ ЗОРІ І КРАТНІ ЗОРЯНІ СИСТЕМИ

15.6. Особливості будови тісних подвійних систем

Тісною подвійною системою називається така пара зір, для якої відстань між компонентами сумірна з їхніми лінійними розмірами. Періоди обертання тісних пар менші від 100 діб, швидкості орбітальних рухів досягають 300—350 км/с.

Під дією припливних сил зорі в тісних парах деформуються, так що кожен із компонентів набуває еліпсоїдної форми, причому припливні горби, які тут виникають, спрямовані один до одного.

Особливості будови компонентів тісних подвійних систем вивчають за допомогою теорії потенціалу (див. підрозділ 6.4). В одинокої зорі, що не обертається, поверхня однакового потенціалу (φ = GM/r — стала величи

на) є сферою, центр якої співпадає із центром зорі. У тісній подвійній системі дві з таких поверхонь стикаються у точці L1 — внутрішній точці Лаг- ранжа (рис. 15.8), утворюючи спільну поверхню, що охоплює обидві зорі. Як знаємо, вона називається критичною поверхнею Роша, а охоплений нею простір — порожниною Роша.

image81

Рис. 15.8. Перетин поверхонь рівного потенціалу площиною, в якій відбувається обертання зір М1 і М2 навколо спільного центра мас. Вказано положення точок Лагранжа L1-L5

Поняття про порожнину Роша дає змогу відносити тісну подвійну систему до одної з груп, вказаних на рис. 15.9. Наприклад, системи, в яких розміри обох компонентів не досягають поверхні Роша, називаються розділеними. Якщо один з компонентів заповнив свою порожнину Роша, система називається навіпрозділеною. І нарешті, якщо обидва компоненти заповнюють свої порожнини Роша, система називається контактною. Зоря заповнює свою порожнину Роша у процесі еволюції, коли внаслідок зміни її хімічного складу відбувається безперервна перебудова надр зорі — стискання ядра і розбухання її оболонки.

За допомогою спектральних спостережень виявили, що в напіврозділених тісних подвійних системах можуть існувати потоки речовини, які рухаються в напрямі до того компонента, який ще не заповнив свою порожнину Роша. А оскільки вся система обертається, то, зберігаючи свій момент кількості руху, кожна матеріальна частинка рухається по складній спіральній траєкторії. Унаслідок цього навколо зорі може утворитися протяжний газовий диск (рис. 15.9, в).

image82

Рис. 15.9. Розділена (а), напіврозділена (б), напіврозділена з газовим потоком між компонентами (в), контактна (г) і надконтактна (д) тісні подвійні системи. Штрихова лінія вказує межі порожнини Роша

До напіврозділених систем відносяться зорі типу β Персея і β Ліри, а системи типу W Великої Ведмедиці є контактні, або надконтактні. Наприклад, у спектрі подвійної системи β Ліри, головна зоря якої є гігант і належить до спектрального класу 58, а супутник — до класу A — F, безпосередньо після головного мінімуму з'являються емісійні лінії, що свідчать про рух газу від головної зорі до супутника зі швидкістю від 80 до 360 км/с. Обігнувши зорю-супутник, газовий потік проходить повз головний компонент за межі системи. Рухаючись по спіралі і утворюючи навколо системи кільце, газ поступово розсіюється у міжзоряному просторі. У цьому випадку втрата маси досить значна, вона, згідно з третім законом Кеплера, призводить до спостережуваного збільшення періоду на 19 с за рік.

В інших випадках потік речовини від зорі, яка заповнила свою порожнину Роша, утворює навколо зорі-супутника вже згаданий вище диск або кільце. Наприклад, у спектрі тісної подвійної системи U Близнят (і подібних до неї) спостерігаються яскраві емісійні лінії, ширина яких досягає декількох десятків ангстрем, що свідчить про рух у системі світних газових мас зі швидкостями у декілька тисяч кілометрів за секунду. При цьому безпосередньо перед мінімумом блиску послаблюється або зовсім зникає короткохвильове («фіолетове») крило спектральної емісійної лінії. І навпаки, коли затемнення закінчується, зникає її довгохвильове («червоне») крило. З цього випливає, що навколо зорі-супутника є не просто газова оболонка (у цьому випадку згадані зміни профілів ліній не спостерігалися б), а саме газовий диск, що досить швидко обертається.

Унаслідок внутрішнього тертя кінетична енергія газу в такому диску переходить у тепло. Диск нагрівається, витрачає теплову енергію на випромінювання, і речовина з диска поступово випадає на поверхню зорі-супутника. Так відбувається обмін масою між компонентами подвійної системи, який істотно впливає на їхню еволюцію (див. підрозділ 21.6).






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.