Теория тяготения и эволюция звезд - Зельдович Я.Б.
Скачать (прямая ссылка):
ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД
[гЛ. 11
высвечивание оболочки. К моменту (E) в расширяющейся оболочке развивается волна охлаждения. В основных чертах полученные характеристики сверхновой удовлетворительно согласуются с наблюдениями. Отметим также, что кривые блеска, соответствующие взрыву компактных моделей Имшенника и Надежина (1964), хорошо совпадают с наблюдениями аномальных сверхновых NGG 5457, NGC 6946 (1948) и NGC 5236 (Минковский, 1964). У этих звезд, по-видимому, перед взрывом по каким-либо причинам отсутствовали протяженные атмосферы. Не исключено, что частота
10 20 ЗО 40. 50 t(OHu)
Рис. 57. Расчетная фотонная болометрическая кривая блеска сверхновой.
Показано также изменение со временем радиуса, температуры и скорости вещества, проходящего через фотосферу.
вспышек таких аномальных сверхновых может оказаться довольно высокой, так как наблюдательные'данные, возможно, сильно искажены селективным эффектом (эти сверхновые на 5m -f- 6m слабее типичных сверхновых II типа).
Потеря энергии с фронта ударной волны, распространяющейся в протяженной атмосфере, и перекачка этой энергии в нестационарную тепловую волну, движущуюся впереди вязкого скачка, приводит к «сгребанию» вещества атмосферы и выбросу его в виде тонкой плотной оболочки (Грасберг, Надёжин, 19696). При этом, правда, требуется дальнейшее исследование возможной в данной ситуации рэлей-тейлоровской неустойчивости. При выходе ударной волны в обычную компактную атмосферу не возникает минимум плотности между улетающей оболочкой и остатком [Надёжин и Франк-Каменецкий (19646); Имшенник и Надёжин (1964)]. Во всех расчетах выхода мощной ударной волны в протяженную оболочку звезды для описания.переноса энергии излучением использовалось приближение лучистой теплопроводности, которое § 4] ВСПЫШКИ СВЕРХНОВЫХ 373
предполагает локальное термодинамическое равновесие между излучением и веществом.
При очень высоких температурах и малых плотностях вещества в оболочке сверхновой доминирующая роль среди процессов взаимодействия квантов с частицами вещества принадлежит комптонов-скому рассеянию. При этом оказывается, что эффект изменения энергии фотонов при рассеянии излучения обеспечивает обмен энергии между квантами и электронами в степени, достаточной для поддержания термодинамического равновесия в большей части оболочки сверхновой. Во всяком случае, структура мощной стационарной ударной волны, идущей по слою постоянной плотности, вычисленная Морозовым (1971а) с учетом комптоновского эффекта, оказалась такой же, как и в приближении лучистой теплопроводности. Однако при приближении ударной волны к поверхности звезды следует ожидать существенного возрастания роли нестационарных эффектов, ведущих к значительной неравновесности излучения и вещества. На основе релятивистски ковариантных уравнений переноса излучения в движущемся веществе, полученных Имшенником и Морозовым (1969), дополнительный учет эффекта Комптона был произведен Морозовым (1971b). Эти уравнения должны быть положены в основу количественных расчетов, которые помогут выявить роль нестационарных эффектов в нарушении равновесия между излучением и веществом.
Вполне возможно, что ряд особенностей, наблюдаемых у сверхновых звезд, объясняется важными физическими процессами, не учтенными в расчете и обеспечивающими длительную передачу энергии оболочке от нейтронной звезды, образовавшейся в центре.
В пионерской работе Кардашева (1964) была указана возможность передачи вращательного момента и энергии с помощью магнитных силовых линий от быстро вращающейся нейтронной звезды медленно вращающемуся веществу оболочки. Различиехко-ростей вращения приводит к растяжению силовых линий и усилению магнитного поля. При этом существенную роль может играть синхротронное излучение.
В настоящее время после открытия пульсаров становится совершенно очевидным, что нейтронная звезда (образовавшаяся в результате взрыва сверхновой в недрах последней) является могучим источником энергии и способна поддерживать свечение оболочки сверхновой и ее расширение. Наряду с магнитным механизмом возможен также нагрев рентгеновским излучением пульсара.
Напомним, что старые пульсары излучают лишь в радиодиапазоне, однако пульсар в Крабовидной туманности (возраст -—1000 лет) излучает также в оптическом и рентгеновском диапазоне, причем в последнем отдается более 50% всей энергии. Недавно получено сообщение о пульсаре с периодом 0,07 сек, обнаруживающем себя только в рентгеновском диапазоне. т
ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД
Сгл. и
Гипотеза Кардашева об обмене энергией между нейтронной звездой и оболочкой в настоящее время становится общепризнанной, хотя механизм передачи, возможно, иной. Значительно труднее вопрос о взаимодействии оболочки с релятивистски кол лансирующей звездой. В этом случае только акреция может служить источником энергии. Этот вопрос будет обсуждаться ниже.
В целом вырисовывается весьма важная, не решенная до настоящего времени задача: нельзя ли по кривым блеска отличить взрыв сверхновой с образованием коллапсирующей звезды от взрыва с образованием нейтронной звезды.
