Skip to Content

Термоядерные реакции, перемешивание вещества в недрах звезд и химический состав звездных атмосфер

Исполнитель: П.А. Денисенков

В настоящее время считается неопровержимо установленным фактом присутствие в звездах разных типов дополнительного перемешивания, отличного от обычной конвекции и ее модификаций — полуконвекции и проникающей конвекции. Об этом говорят наблюдаемые особенности химического состава атмосфер звезд. В частности, массивные звезды главной последовательности спектральных классов O и B имеют значительные избытки He (Любимков 1996), а у красных гигантов с массами M < 2.5 Msun аномалии поверхностных содержаний CNO-элементов (а в шаровых скоплениях еще Na и Al) являются скорее правилом, чем исключением (Gratton et al. 2000; Kraft 1994).

С помощью моделей внутреннего строения и эволюции звезд можно показать, что указанные аномалии химического состава производятся дополнительным перемешиванием, которое доставляет вещество, прошедшее термоядерную переработку, из областей с высокой температурой наружу (Denissenkov, Ivanova & Weiss 1999; Denissenkov & Tout 2000). Изотопы C, N, O, Ne, Na, Mg и Al играют роль катализаторов в соответствующих (CNO-, NeNa- и MgAl-) циклах ядерных реакций превращения H в He, поэтому их суммарные содержания остаются постоянными. Изменения же относительных содержаний порождают корреляции между избытками He, N, Na и Al, с одной стороны, и дефицитом C и O, с другой стороны. Любопытно, что такие корреляции действительно обнаруживаются в звездах. Наиболее интересной представляется так называемая "глобальная антикорреляция" между содержаниями O и Na у красных гигантов шаровых скоплений (Kraft 1994). Нам удалось воспроизвести эту антикорреляцию теоретически (Денисенков и Денисенкова 1990; Denissenkov & Weiss 1996; Denissenkov et al. 1998; Denissenkov & Tout 2000).

Строение красного гиганта следующее: в центре располагается вырожденное гелиевое ядро, на поверхности ядра — водородный слоевой источник, обеспечивающий светимость звезды, а чуть выше — протяженная конвективная оболочка. Основание оболочки отделено от слоевого источника небольшой по массе лучистой зоной. Считается, что в этой зоне присутствует дополнительное перемешивание (вероятнее всего, порождаемые вращением меридиональная циркуляция и турбулентная диффузия), которое затрагивает внешнюю часть слоевого источника. Na производится в реакциях NeNa-цикла, а O выгорает в CNO–цикле. Вещество с избытком Na и дефицитом O доставляется дополнительным перемешиванием к основанию конвективной оболочки, откуда оно быстро выносится в атмосферу конвекцией. По-видимому, именно так образуется глобальная антикорреляция между содержаниями O и Na у красных гигантов шаровых скоплений.

Основные публикации:

  • П.А. Денисенков, С.Н. Денисенкова,– ПАЖ 16, 642, 1990.
  • P.A. Denissenkov, A. Weiss, – A&A, 308, 773, 1996.
  • P.A. Denissenkov, A. Weiss, J. Wagenhuber,– A&A, 320, 115, 1997.
  • P.A. Denissenkov, G.S. Da Costa, J.E. Norris, A. Weiss,– A&A, 333, 926, 1998.
  • P.A. Denissenkov, N.S. Ivanova, A. Weiss,– A&A 341, 181, 1999.
  • P.A. Denissenkov, C.A. Tout,– MNRAS, 316, 395, 2000.
  • R.G. Gratton, C. Sneden, E. Carretta, A. Bragaglia,– A&A, 354, 169, 2000.
  • R.P. Kraft,– PASP, 106, 553, 1994.
  • L.S. Lyubimkov,– Ap&SS, 243, 329, 1996.

 



Theme by Dr. Radut.