|
|
Сухонос С.И.
До сих пор мы старались показать, что на М-оси Вселенной существуют особые точки стабильности, которые не зависят от характера заселяющих их объектов. Мы выделяли особые, характерные размеры природы и показали, что они отражаются моделью Волны Устойчивости. При этом, с точки зрения любой локальной научной дисциплины, мы рассматривали эти характерные размеры очень усредненно, с точностью до одного порядка. Даже такой важный размер, как масштабный центр Вселенной, мы определяли в рамках диапазона от 10 до 100 мкм.
Все это было оправданно потому, что «лицом к лицу лица не увидать», т. е. в начале исследования требовался взгляд издали на масштабную симметрию, некоторая отстраненность от деталей и тонкостей. Однако на следующем этапе анализа возникает необходимость детализации масштабно-структурного каркаса устойчивых, особых размеров.
Безусловно, что целиком эту работу провести одному человеку не по силам, ведь для этого необходимо рассмотреть статистические кривые распределения по размерам очень большого числа типов систем Вселенной. Нам же здесь по силам лишь взять «увеличительное стекло» и, выбрав на М-оси некоторые наиболее характерные области, рассмотреть их более детально и точно.
Естественно, что в первую очередь это необходимо сделать для атомов и их ядер, а также для звезд. Напомним, что в звездной форме сосредоточено более 99% вещества Вселенной, а атомы — это строительные элементы для всех ее вещественных структур.
В рассмотренной выше классификации одним из наиболее интересных участков М-оси является тот, где расположены атомы. Он имеет две наиболее характерные точки на М-оси: средний размер атома и его ядра. Согласно уточненным расчетам, наиболее характерными для этих систем размерами являются размеры 1,6 · 10-8 см и 1,6 · 10-13 см соответственно.
Атомы (КЛАСС №5). Атомные радиусы определяются по тесноте сближения атомов в структуре молекул и кристаллов. Полученный таким способом радиус (r) приблизительно соответствует радиусу максимума радиальной плотности в распределении заряда нейтральных атомов. Кроме того, величина 2r, или диаметр атома, приблизительно равен газокинетическому диаметру движения одноатомных молекул.
Если воспользоваться значениями r для различных атомов, приведенными в справочнике К.У. Аллена 145, то можно построить гистограмму распределения химических элементов по ТЭМ в зависимости от атомного диаметра (см. рис. 1.49).
Анализ гистограммы показывает, что на М-оси существуют два особых размера, вокруг которых статистически концентрируются значения атомных диаметров.
Эти два особых размера, или моды1
, имеют следующие координаты на М-оси:
первая мода — 1,2…1,6 · 10-8 см
и вторая мода — 2,4…3,6 · 10-8 см2 .
К первой моде относятся такие элементы, как:
Ко второй моде — около 60 остальных наиболее распространенных в природе элементов.
Причем гелий — второй номер, идущий сразу же за водородом по таблице элементов Менделеева и по распространенности во Вселенной, имеет диаметр, относящийся не к первой моде, что, казалось бы, было очень логично, а ко второй — 2,44 · 10-8 см.
Тенденция к увеличению роста диаметра атома по мере увеличения его ядра и числа электронов на орбите проста и понятна. Однако при более детальном рассмотрении обнаруживается весьма противоречивая картина: эта тенденция имеет «возвратно-поступательный» характер. Для иллюстрации мы построили простейшую диаграмму (см. рис. 1.50) зависимости диаметра атома от номера группы в периодической системе элементов Д.И. Менделеева.
Рис. 1.50. Диаграмма «размер атома — номер группы» для таблицы элементов Менделеева
На диаграмме видно, что ряды выстраиваются примерно «параллельно» друг другу. Чтобы на диаграмме не образовалась «каша» из точек, для элементов нижних рядов ТЭМ больших периодов выделено отдельное место, а номера групп для нижних рядов помечены индексом «н». В результате получена развернутая в плоскости диаграмма распределения атомов вдоль М-оси.
Выбор в качестве второй координаты столь формального критерия, как номер группы, обусловлен стремлением сделать акцент на распределении атомов по размерам. Можно было бы построить и более физически наполненные диаграммы, взяв в качестве второго параметра, например, потенциал ионизации или плотность распределения электронов в объеме атома, но суть от этого изменится мало.
Анализ диаграммы показывает, что размер атомов растет по мере увеличения массы атомов.
Это вполне логичное явление имеет, однако, на первый взгляд, весьма странное внутреннее проявление: рост размеров происходит не постепенно, а скачками. Скачки эти носят, казалось бы, нелогичный характер: все элементы, с которых начинаются периоды, в своих периодах являются самыми большими атомами, хотя имеют наименьшее число протонов и электронов
Анализируя эту диаграмму, мы видим, что по мере продвижения вдоль порядкового номера элементов проявляется одна и та же схема: резкий скачок размера атома I группы в начале каждого периода и последующее замедляющееся уменьшение размеров атома по мере приближения к концу периода.
Если не брать во внимание инертные газы, то создается впечатление, что достраивание оболочек до максимальной полноты, начиная с III периода и далее, возможно только в пределах очень узкого диапазона размеров: 2-3,6 ангстрема.
Более того, если внимательно рассмотреть построенную диаграмму, то создается впечатление, что на ней явно присутствуют два «центра притяжения» всех «траекторий», две области повышенной устойчивости на М-оси: первая — в области размеров 1,2 - 1,6 ангстрема (I и II периоды), вторая — в области размеров 2,4 - 3,6 ангстрема. Они выделены на диаграмме пятнами.
Образно говоря, элементы каждой новой группы, образовавшиеся вдалеке от этих областей, по мере роста своей массы стремительно притягиваются этими областями, а «траектории» каждого периода «изгибаются» под действием притяжения этих двух областей.
Этот уникальный факт можно интерпретировать следующим образом.
Устойчивость конфигурации электронных орбит атомов повышается при заполнении ими устойчивых ячеек пространства с двумя основными характерными (устойчивыми) размерами — (1,2 - 1,6) и (2,4 - 3,6) ангстрема.
Следует отметить, что все «траектории» на диаграмме ведут себя очень похоже. Последовательности, на которых «сидят» атомы, сдвигаются в сторону больших размеров, а их нижние части, заселенные предельными атомами, оказываются при этом в очень узкой размерной зоне, как будто эта область М-оси втягивает их в себя.
Выявленная выше бимодальность приводит к необходимости некоторого уточнения построенной нами ранее модели ВУ. Ведь если первая мода (~1,6 · 10-8 см) рассчитывается этой моделью, то значимая вторая мода (~3 · 10-8 см) заранее моделью не предсказывается. Если же учитывать роль атомов, как важнейших элементов структуры Вселенной, то этим достоверным фактом пренебрегать не следует.
Итак, еще раз зафиксируем полученные результаты.
Во-первых, устойчивый размер 1,6·10 -8 см, который дает модель ВУ, представлен не только водородом, но и еще четырьмя наиболее распространенными элементами во Вселенной (исключая гелий), массовая доля которых (см. табл. 1.2) более чем в 3 раза превышает долю всех остальных элементов.
Во-вторых, рядом с этим наиболее «весомым» размером мы обнаруживаем еще один выделенный размер, который почти в 2 раза больше первого, примерно 3,0 · 10-8 см. Этот размер характеризует большинство остальных элементов Вселенной, как по их численности (60 элементов ТЭМ), так и по массе.
Таким образом, лишь где-то около 30 остальных элементов имеют размеры, не принадлежащие двум основным устойчивым размерам, но эти 30 элементов по их количеству во Вселенной составляют не более 0,01% (см. табл. 1.2). В принципе на первом этапе их можно вообще не рассматривать ввиду их крайне незначительной доли.
Следовательно, если рассматривать гребень ВУ в области атомных размеров, мы должны ориентироваться в основном на два размера (с учетом небольшой дисперсии). Один размер нам известен, мы рассчитали его, используя коэффициент масштабной симметрии — 105. Другой — неожиданный для нашей модели размер, существование его наша модель в своем первоначальном виде не предсказывала.
Кстати, может возникнуть вопрос, почему мы уделяем столь много внимания узкому диапазону размеров, который занимает на М-оси меньше одного порядка? Ведь во Вселенной существуют и молекулы, и частицы, размеры которых близки к двум вычисленным размерам.
Ответ прост. Весовая доля молекул и пыли во Вселенной по отношению к свободным атомам исчезающе мала, так же мала весовая доля планет и комет. Если мы мысленно начнем перемещаться по М-оси вправо от двух выделенных нами размеров, то практически вплоть до размеров звезд, что на 20 порядков правее по М-оси, мы не сможем найти объекты во Вселенной, массовая доля которых дала бы нам хоть какое-то возвышение на диаграмме на фоне массовой доли атомов.
Если же мы сдвинемся с атомного гребня влево, то через пять порядков окажемся в масштабной зоне ядер атомов (КЛАСС №4). В них содержится более 99,9% атомной массы. Для них тоже важно исследовать характерные точки на М-оси.
Атомные ядра (КЛАСС №4). Рассмотрим, как распределены по размерам ядра атомов. Радиусы легких ядер определяются147 по эмпирически выведенной формуле R=1,3· 10-13· А 1/3 см. Нас же интересуют в данном случае два ядра — водорода и гелия.
Как уже упоминалось в разделе 1.3.2, диаметр ядра водорода, состоящего из одного нуклона, равен 1,6· 10-13 см 148.
Диаметр ядра гелия, которое также обладает чрезвычайно высокой устойчивостью и состоит из четырех нуклонов, как минимум в 2 раза превышает диаметр яд-
ра водорода — 3,2 · 10-13 см (см. рис. 1.51).
Поскольку водород и гелий в целом занимают во Вселенной более 90% вещества, то можно говорить о бимодальности и в распределении ядер атомов3 .
Одна мода — для протона, т.е. ядра водорода, равна 1,6 · 10-13 см (73% всей видимой массы Вселенной). Другая мода для ядра гелия — 3,2 · 10-13 см (25% всей видимой массы Вселенной).
Необходимо при этом заметить, что в отличие от атомов распределение ядер по их размерам имеет непрерывный характер. Ядра на М-оси не концентрируются в две группы, если их распределение рассматривать без учета массовой доли.
Итак, мы видим очевидный факт бимодального распределения основных элементов Вселенной на М-оси в их ядерной и атомной форме.
Если атомы — это основные элементы Вселенной, то звезды — основные объекты, в которых они сконцентрированы. Поэтому анализ закономерностей распределения звезд по их размерам столь же важен для нас, как и анализ распределения по размерам атомов4 .
Основной замысел состоял в том, что если для звезд координата верхней точки горба ВУ (класс №9), соответствующая размеру 1012 см, является особенной, то эта координатная точка должна проявить себя в зависимостях наиболее важных параметров звезд от их размеров.
Прежде чем приступить к этому выяснению, необходимо сделать некоторые общие замечания относительно характера звездной эволюции в Метагалактике.
Астрофизики, анализируя химический состав звезд и распределение звезд в различных частях нашей Галактики, со временем обнаружили, что звезды можно достаточно надежно разделить на два типа. «Хотя химический состав большинства звезд почти одинаков, у них все же имеются небольшие различия. Они не очень влияют на светимость или цвет звезды, но могут быть обнаружены в спектрах. Почти все звезды состоят в основном из водорода и гелия: например, у большинства звезд в нашей области Галактики лишь 1% массы составляют тяжелые элементы, у очень немногих звезд тяжелые элементы составляют еще меньшую долю — вплоть до 0,01%. Звезды типа Солнца называются звездами, богатыми тяжелыми элементами; в нашей Галактике эти звезды принадлежат к населению I, в то время как звезды, бедные тяжелыми элементами, принадлежат к населению II»149.
По мнению известного астронома В. Бааде 150, это разделение на две группы не случайно, а связано с двумя эпохами звездообразования.
Первая эпоха звездообразования прошла одновременно не только в Местной Группе галактик, но и повсюду в Метагалактике. Она относится к моменту расширения Метагалактики (t 0 ~ 109 лет), когда произошел бурный всплеск звездообразования из первичного водородно-гелиевого шара, видимо, в уже сформировавшихся протогалактических облаках. Это было самое первое поколение звезд.
В настоящее время из-за высокой продолжительности жизни первого поколения звезд мы имеем возможность наблюдать на небе этих патриархов, хотя их число заметно поредело. Именно эти первенцы Вселенной и получили название звезд II типа населения из-за особенностей своего распределения в нашей Галактике, — преимущественно они расположены в сферических гало галактик и очень часто —
в шаровых скоплениях гало (см. рис. 1.52).
Рис. 1.52. Вид нашей Галактики сверху (А) и сбоку (Б). В центре — сферическое гало, куда входят звезды II типа населения (белые кружки на схеме В — первое поколение звезд) и спиральные рукава, состоящие из звезд I типа населения (черные точки — второе поколение)
Существует мнение, что вслед за первой эпохой звездообразования последовала вторая, более длительная эпоха, в ходе которой в нашей Галактике образовались звезды галактического диска.
Вторая эпоха, по мнению В. Бааде, проходила менее бурно и длилась, скорее всего, несколько миллиардов лет5 .
В настоящее время накопилось достаточно наблюдательных данных, которые свидетельствуют о неравномерности процесса звездообразования. Эпохи бурного рождения звезд разделены периодами относительного затишья.
Для нас же важно отметить, что самые первые звезды начали появляться в момент расширения Метагалактики, когда ее размеры были равны примерно 1027 см (1 миллиард лет). При этом очевидно, что первичные звезды могли состоять только из водорода и гелия, так как появление более тяжелых элементов, согласно общепринятой концепции химической эволюции вещества во Вселенной, могло произойти уже в ходе эволюции самих звезд.
Другие звезды, которые в основном сосредоточены не в гало, а в диске Галактики, появились на следующем этапе. Они существенно отличаются от первых звезд расположением в самой Галактике, насыщенностью тяжелыми элементами, а также другими параметрами. Эти два типа звезд легко различаются в астрофизике, как два относительно независимых класса. В дальнейшем мы покажем это более детально.
Теперь рассмотрим особенности взаимозависимости физических параметров звезд. Современная астрономия располагает методами определения основных звездных характеристик: светимости, поверхностной температуры (цвета), радиуса, химического состава и массы.
Возникает важный вопрос: являются ли эти характеристики независимыми? Оказывается, нет.
Прежде всего существует функциональная зависимость, связывающая радиус звезды, ее болометрическую (интегральную по всему спектру) светимость и поверхностную температуру.
Кроме того, еще в начале нашего столетия датчанин Герцшпрунг и американец Рессел на большом статистическом материале установили зависимость между светимостью звезд и их цветом.
Замечательной особенностью последней зависимости оказалось то, что положение всех звезд Вселенной на диаграмме «Светимость - спектральный класс, или цвет» (диаграмме Герцшпрунга - Рессела) оказалось отнюдь не беспорядочным или случайным (см. рис. 1.53А) Звезды образуют определенные последовательности (см. рис. 1.53Б), среди которых есть наиболее богатая звездами — главная последовательность (ГП).
Зоны сгущения звезд на диаграммах такого типа часто называют ветвями и изображают в виде линий, вдоль которых и происходит эволюция звезд.
Тот факт, что практически все звезды «выбирают» на диаграммах такого типа очень узкие параметрические зоны, свидетельствует о наличии в природе звезд (а следовательно, и в основной части материи) устойчивых соотношений параметров, которые обеспечивают их стабильное и долгое существование. И хотя наличие таких стабильных избранных зон параметров — проблема интересная сама по себе, для нас интересны в первую очередь особые размеры в этом диапазоне масштабов. Поэтому, используя значения этих параметров, рассчитаем размеры и построим для звезд аналогичные диаграммы, но несколько в других координатах. Для этого удобно будет построить диаграмму «спектральный класс — диаметр» (Sp-D), на которой довольно точно сохраняется взаиморасположение последовательностей звезд. Типичные размеры звезд I типа населения взяты из справочника6 . Для звезд II типа населения размеры определялись из известного соотношения:
Mb = 42,31 - 5 lg (R/Ro) - 10 Teff, (1.9)
где: Mb — абсолютная болометрическая звездная величина, Teff — эффективная температура звезды, R — радиус звезды, Ro — радиус Солнца.
Соотношение (1.9) можно переписать для диаметра (D) звезды:
lgD = 19,62 - 0,2 Mb - 2 lg Teff. (1.10)
Из справочника6 были взяты значения Мv и Teff, и после перевода по формуле:
Мb = Mv + BC, (1.11)
где Мv — абсолютная визуальная звездная величина, а ВС — болометрическая поправка, по формуле (1.10) были получены размеры для звезд II типа населения.
Все эти данные и результаты расчетов приведены в окончательном виде на нашей диаграмме «Спектральный класс — диаметр» (Sp-D). Для удобства сравнения с другими диаграммами М-оси эта диаграмма расположена не традиционно, а так, чтобы ось размеров была горизонтальной (см. рис. 1.54).
Рассмотрим эту несколько необычную7 для астрофизики диаграмму. На ней выделены три колоколообразных функциональных зависимости. Позже мы поясним, почему часть из них представлена штриховыми линиями.
Средняя колоколообразная зависимость состоит из двух ветвей: «главной последовательности» — 2л (левая) и «ветви сверхгигантов» — 2п (правая).
Они почти зеркально симметричны относительно вертикальной оси, которая проходит через вершину колокола и имеет координату по оси размеров, равную примерно 12,45.
Еще раз обратимся к астрофизическим представлениям о звездах. В послед-
нее время создана непротиворечивая теория эволюции звезд, в рамках которой каждая звезда в ходе собственного развития (в зависимости от первоначальной массы) описывает различные треки на диаграмме Герцшпрунга - Рессела.
Если главная последовательность (на рис. 1.54 она изображена линией 2л) - это основная область существования большинства звезд, то ветвь сверхгигантов (2п) является последующей стадией развития массивных звезд О и В класса 152.
Рис. 1.54. Диаграмма «спектральный класс — диаметр», которая получена автором из диаграммы Герцшпрунга – Рессела путем перевода абсолютной звездной величины в диаметр звезд. Толстые линии — существующие звездные последовательности. Прерывистые линии — предполагаемые последовательности в прошлом (— — —) и будущем (—.—.—.—)
В таком случае можно сказать, что ветвь сверхгигантов является треком их развития: благодаря своей большой массе сверхгиганты чрезвычайно быстро проходят ее вправо, заканчивая свой путь внизу. Они как бы «скатываются с вершины колокола» вправо вниз, расширяясь при этом в размерах.
Одной из особенностей главной по-
следовательности является то, что она, при ближайшем рассмотрении, состоит из параллельных линий-последовательностей, каждая из которых заселена звездами со строго фиксированным процентом тяжелых элементов (см. рис. 1.55).
Нижний край полосы главной по-
следовательности заселен звездами с незначительным наличием в звездах тяжелых элементов (количество элементов тяжелее водорода Z = 0,01).
По мере продвижения вверх доля тяжелых элементов растет, и на правом краю главной последовательности Z = 0,6.
Учитывая тот факт, что более поздние звезды рождаются в среде более богатой тяжелыми элементами, можно сделать вывод, что более поздние звезды расположены на главной последовательности выше (см. рис. 1.55) или правее (см. рис. 1.54), чем ранее появившиеся.
Поэтому можно утверждать, что главная последовательность со временем осуществляет постепенный «дрейф» вправо, в сторону больших размеров (см. рис. 1.54). Это позволяет по-новому посмотреть на ветвь субкарликов (1л) и ветвь красных гигантов (1п) и сделать ряд предположений.
Поскольку субкарлики — очень старые звезды, крайне бедные тяжелыми элементами, а их ветвь заметно сдвинута левее ветви главной последовательности и идет до ее середины параллельно ей, то возникает следующее, не столь уж безосновательное, предположение. Ветвь субкарликов является просто остатком «первичной главной последовательности», какой она была в момент расширения Метагалактики 1 миллиард лет.
Именно в этот момент произошел первый всплеск звездообразования. Об этом убедительно говорят и исследования В.Бааде: «Факты указывают, что перед современной эпохой звездообразования была другая эпоха, характеризуемая почти одновременным появлением или образованием звезд в галактиках»153.
Ветвь красных гигантов — это, видимо, правый скат «первичной главной последовательности». По нему завершают свой путь звезды первой эпохи образования с середины бывшей ГП.
Все более горячие и яркие звезды первичной ГП за полтора десятка миллиардов лет завершили свое существование. Они просто исчезли с диаграммы.
Автор считает, что если бы удалось реставрировать первичные диаграммы, то они приняли бы, скорее всего, форму такого же колокола, но расположенного левее нынешнего.
Простая геометрическая реставрация, основанная на принципе симметрии и подобия, позволяет воссоздать первичный колокол (пунктирная линия), который, как мы полагаем, отражает тот вид диаграммы (I), который можно было бы построить сразу после первой эпохи звездообразования. Вершина этого колокола имела бы координату на М-оси чуть больше 12,0.
Эта мысль о двух куполах, каждый из которых принадлежит своей эпохе, очень хорошо согласуется и с выводом В.Бааде: «Было бы интересно выяснить, действительно ли мы имеем дело с наложением двух функций светимости, что означало бы наложение двух спектров масс»154.
От этой первичной волны к настоящему времени мало что осталось, она осела и опала. Так же постепенно «осыпается» звездами и нынешний «колокол» (II). Рано или поздно он потеряет свою горячую и яркую вершину и осядет ниже.
Если бы астрофизики жили в течение всех 15 миллиардов лет вместе со звездами и строили бы диаграммы, они наблюдали бы изящную картину вздымающихся и опадающих волн на диаграмме (Sp-D). При этом волна бы не просто поднималась и опадала, а двигалась бы вслед за расширяющейся Метагалактикой вправо.
Кстати, чисто зрительно это очень похоже на океанскую волну. На гребне этой волны светят нам самые яркие и горячие звезды, жизнь которых, увы, самая непродолжительная. Правда, необходимо отметить и принципиальную разницу в образах. Звездные волны имеют дискретный характер, между волной первой эпохи и волной второй эпохи разрыв в несколько миллиардов лет, поэтому между ветвями диаграммы — пустое параметрическое пространство.
Подведем некоторые итоги. Опираясь исключительно на огромный массив данных о параметрах множества звезд Вселенной, мы получили на М-оси полуволну, левый край которой (2л) упирается
в белых карликов, а правый (2п) — в раздувшихся на последней стадии своего существования красных гигантов. Центр этой полуволны является вершиной колоколообразной зависимости спектрального класса от диаметра звезд. Его современные координаты близки к значению 1012,45 см.
Если принять вполне обоснованную реконструкцию, то рядом с сегодняшней полуволной можно реставрировать волну (1л-1п), появившуюся в первый миллиард лет расширения Метагалактики. Когда размеры Метагалактики были близки к 1027 см, вершина колокола почти точно соответствовала на М-оси координате — 1012 см.
Таким образом, мы можем говорить по крайней мере о бимодальном распределении параметрических функций звезд.
Причем первая мода связана с самыми простыми звездами первого поколения, или, как их называют астофизики, — звездами II типа населения, — они состоят в первую очередь из водорода.
Вторая мода состоит из звезд второго поколения, или звезд I типа населения, насыщенных тяжелыми элементами в гораздо большей мере.
Итак, анализ функций распределений звезд по их параметрам показал, что звезды с достаточно высокой достоверностью могут быть разделены на два типа.
Один тип звезд, появившихся в основном в первые миллиарды лет расширения Метагалактики, имеет меньшие массы и почти не имеет в составе звезд тяжелых элементов. В нашей Галактике такие звезды составляют ее каркас, скелет — гало. Второй тип звезд, появившихся спустя несколько миллиардов лет (в среднем их возраст около 5 миллиардов лет), в основном расположен в плоском диске Галактики.
Примечания
Сухонос С.И. Масштабная гармония Вселенной. Глава 1.5. Эпохи структурообразования (Разделы 1.5.1 — 1.5.2) // «Академия Тринитаризма», М.,Эл № 77-6567, публ.11135, 12.04.2004
[Обсуждение на форуме «Масштабная гармония Вселенной»]
Масштабная гармония Вселенной.
Глава 1.5. Эпохи структурообразования
(Разделы 1.5.1 — 1.5.2)
Глава 1.5. Эпохи структурообразования
(Разделы 1.5.1 — 1.5.2)
1.5.1. Бимодальность распределения атомов по размерам
|
Рис. 1.49. Гистограмма распределения элементов Таблицы элементов Менделеева (ТЭМ) в зависимости от диаметра элементов. На гистограмме видно, что все разнообразие атомного состава Вселенной связано с двумя основными размерами (модами) — 1,4 и 2,8 ангстрема. Если построить аналогичную гистограмму, с учетом количества атомов каждого элемента во Вселенной, то водород придаст первой моде вес более 90%, а гелий – второй моде – около 7%. Остальные элементы будут по сути создавать незначительный фон, которым можно пренебречь. Это свидетельствует о том, что две моды, выделенные нами, являются чрезвычайно представительными с любых точек зрения |
- водород — 1,4
- углерод — 1,5
- азот — 1,4
- кислород — 1,2
- фтор — 1,2
|
| |
Табл. 1.2. Распространенность групп элементов во Вселенной146. Для водорода принято значение 100
|
Рис. 1.51. Ядро гелия, или a-частица, состоит из двух нейтронов и двух протонов |
ра водорода — 3,2 · 10-13 см (см. рис. 1.51).
1.5.2. Звездные волны
в шаровых скоплениях гало (см. рис. 1.52).
Рис. 1.52. Вид нашей Галактики сверху (А) и сбоку (Б). В центре — сферическое гало, куда входят звезды II типа населения (белые кружки на схеме В — первое поколение звезд) и спиральные рукава, состоящие из звезд I типа населения (черные точки — второе поколение)
Рис. 1.53. Расположение звезд Вселенной на диаграмме «абсолютная звездная величина — спектральный класс (цвет)», которую открыли Герцшпрунг и Рессел |
|
нее время создана непротиворечивая теория эволюции звезд, в рамках которой каждая звезда в ходе собственного развития (в зависимости от первоначальной массы) описывает различные треки на диаграмме Герцшпрунга - Рессела.
Рис. 1.54. Диаграмма «спектральный класс — диаметр», которая получена автором из диаграммы Герцшпрунга – Рессела путем перевода абсолютной звездной величины в диаметр звезд. Толстые линии — существующие звездные последовательности. Прерывистые линии — предполагаемые последовательности в прошлом (— — —) и будущем (—.—.—.—)
следовательности является то, что она, при ближайшем рассмотрении, состоит из параллельных линий-последовательностей, каждая из которых заселена звездами со строго фиксированным процентом тяжелых элементов (см. рис. 1.55).
Рис. 1.55. На данной диаграмме четко прослеживается «дрейф» главной последовательности (ГП) в сторону большей яркости (и размеров) вверх по мере перехода от старых звезд (небольшое содержание тяжелых металлов) к новым звездам
|
следовательности заселен звездами с незначительным наличием в звездах тяжелых элементов (количество элементов тяжелее водорода Z = 0,01).
в белых карликов, а правый (2п) — в раздувшихся на последней стадии своего существования красных гигантов. Центр этой полуволны является вершиной колоколообразной зависимости спектрального класса от диаметра звезд. Его современные координаты близки к значению 1012,45 см.
Примечания
Кстати, можно выделить и слабо выраженную третью моду, но мы пока оставим этот вопрос за скобками нашего рассмотрения.- Обратим внимание, что у различных элементов меняются только коэффициенты перед 10-8, поэтому далее применительно к размерам элементов ТЭМ будем указывать только эти коэффициенты.
- Однако как и для атомов, так и для их ядер можно выделить третью моду в распределении, которую занимают ядра элементов группы железа. Для ядра железа (А = 56) мы получим размер 10,7 · 10-13 см.
- К сожалению, в наиболее доступных справочниках не удалось найти каких-либо табличных данных о статистике распределения всех типов звезд по их размерам, аналогичной распределению атомов. Пришлось прибегнуть к косвенному, обходному пути, частью рассчитывая их размеры по известным астрофизическим формулам.
- Сейчас, по мнению С.А. Каплана151, проходит третья эпоха, которая должна прекратиться в Галактике через 108 - 109 лет, так как при нынешних темпах звездообразования запасов межзвездной среды на большее время не хватит.
- См.: Аллен К.У. Астрофизические величины. М.: Мир, 1977.
- Еще раз подчеркнем, что эта диаграмма необычна лишь по выбору и ориентации координатных осей, а данные для нее ничем не отличаются от данных классической диаграммы Г-Р.
Сухонос С.И. Масштабная гармония Вселенной. Глава 1.5. Эпохи структурообразования (Разделы 1.5.1 — 1.5.2) // «Академия Тринитаризма», М.,
 |