Зависимость масса-светимость - отражает фундам. свойство стационарных
звёзд,
находящихся в тепловом и гидростатическом равновесии: чем больше масса звезды
тем выше её
светимость L.
На рис. представлена Зависимость масса-светимость для звёзд главной
последовательности (см. Герцшпрунга - Ресселла диаграмма),
входящих в состав двойных звёзд
с известными параметрами орбит компонентов и имеющих известные
болометрической светимости.
При тепловом равновесии кол-во энергии, выделяющееся
в единицу времени в недрах звезды, равно кол-ву энергии,
излучаемому с её поверхности. Казалось бы, светимость звезды должна определяться
только свойствами термоядерных реакций, к-рые являются источником энергии
звёзд гл. последовательности. Однако светимость слабо зависит от скорости выделения
энергии и определяется гл. обр. процессами переноса выделенной энергии из недр
звезды к её поверхности. В большинстве звёзд перенос энергии осуществляется
лучистой теплопроводностью, при к-рой поток переносимой энергии пропорционален
градиенту температуры и зависит также от непрозрачности звёздного вещества.
В каждой точке гидростатически равновесной звезды градиент давления уравновешивается
силой тяготения, определяемой массой звезды. Средний по звезде градиент давления,
как и градиент температуры, тем больше, чем больше масса звезды. Следовательно,
и светимость звезды тем выше, чем больше её масса.
Зависимость масса - светимость для звёзд, лежащих
на главной последовательности или вблизи неё. По оси абсцисс отложена масса
в относительных логарифмических единицах, по оси ординат - болометрическая светимость,
выраженная в абсолютных звёздных величинах
Пунктирные линии изображают аппроксимирующие зависимости 
для
трёх интервалов масс звёзд.
Непрозрачность вещества сильно зависит от характера
взаимодействия излучения с веществом и от его хим.
состава. Обычно M.-с. з. представляют в виде степенной функции
Если непрозрачность вещества по всей звезде
определяется только процессами рассеяния на свободных электронах и доминирует
давление излучения, то a = 1. Если давление газа сопоставимо с давлением
излучения, то a = 3. В др. случае, когда по всей звезде при взаимодействии
излучения с веществом преобладают тормозные процессы (связанные с изменением
состояния свободных электронов), показатель степени лежит в пределах от 5,2
до 5,7 в зависимости от свойств термоядерных реакций. В реальных звёздах происходят
одновременно процессы рассеяния, тормозные процессы, а также фотопроцессы, что
приводит к отклонению значений a от указанных выше. Кроме того, показатель
степени a является функцией массы звезды
поскольку
относит, роль процессов рассеяния, тормозных процессов ц фотопроцессов, а также
скорость выделения энергии зависят от массы звезды. Роль процессов рассеяния
растёт с увеличением массы звезды.
Экспериментально можно выделить три области с
приблизительно пост, значениями показателя степени (рис.):
при
- масса Солнца). Во всём диапазоне масс звёзд показатель степени a больше
единицы.
Запас ядерной энергии в звезде пропорционален массе. Отсюда следует важнейшая закономерность, к-рой подчиняются все звёзды: чем больше масса звезды, тем быстрее истощаются в ней запасы ядерной энергии и тем меньше время жизни звезды.
В. П. Утробин
|
|
 |
