Статьи (PDF) из книги Виктора Амбарцумяна

"A Life in Astrophysics. Selected papers of V.A. Ambartsumian", Edited by Rouben Ambartsumian, Allerton Press, 1988:

«The exitation of metastable states in gaseous nebulae.»

<!--[if gte mso 9]> Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 <!--[if gte mso 9]> <!--[if gte mso 10]> <!--[endif]-->

«On the radiative equilibrium of planetary nebula.»

Физика газовых туманностей.

Большая серия работ Амбарцумяна посвящена вопросам физики газовых ту­манностей, многочисленные представители которых, в виде планетарных и диффузных туманностей, наблюда­ются в нашей Галактике.

Свечение газовых туманностей индуцируется сосед­ними с ними горячими (температура у поверхности около 20000 градусов или выше) звездами. Причем, по­глощая невидимое с Земли ультрафиолетовое излучение этих звезд, газовые туманности излучают его энергию в видимой части спектра. Амбарцумян впервые пред­ложил математическую трактовку физических процес­сов, протекающих в газовых туманностях при перера­ботке (флуоресценции) ультрафиолетового излучения горячих звезд. С этой целью он разработал метод иссле­дования переноса излучения в газовых туманностях, который основывается на раздельном рассмотрении энергии излучения в непрерывном спектре и в линиях. Этот новый метод, получивший название метода раз­деления полей, позволил создать теорию лучистого равновесия планетарных туманностей. Разработанные в этой теории идеи являются основой современной тео­рии газовых туманностей.

Амбарцумян раскрыл огромную роль ультрафиоле­тового излучения в газовых туманностях и влияния светового давления в неподвижных газовых оболочках звезд. Он доказал, что планетарные туманности, имею­щие правильную форму, с центральной очень горячей звездой, в настоящее время расширяются и очень быст­ро должны рассеяться. Из факта расширения планетар­ных туманностей был получен важный вывод о том, что эти туманности являются очень молодыми образова­ниями, возникшими вследствие выброса материи из центральных звезд. Затем была разработана теория расширения планетарных туманностей под влиянием светового давления в поле тяготения ядра—центральной звезды.

В спектрах планетарных туманностей бросаются в глаза две очень яркие линии, которые никогда не на­блюдались в спектрах земных источников света. Долгое время наличие этих линий в спектрах планетарных ту­манностей представляло научную загадку. Для ее объ­яснения предполагалось, что в планетарных туманностях существует неизвестный на Земле новый химический элемент — небулий, который излучает указанные ли­нии. В 1927 г. американскому астроному Айра Боуэну удалось объяснить природу линий небулия. Он показал, что в условиях чрезвычайно низкой плотности материи и излучения, существующих в газовых туманностях (эти условия практически недостижимы на Земле), происходит накопление дважды ионизованных, то есть лишенных двух внешних электронов, атомов кислорода, в так называемых метастабильных состояниях. Вероят­ность перехода из этих состояний (уровней) на более низкие уровни ничтожно мала. Поэтому на Земле такие переходы, как говорят, «запрещены» (указанные спектральные линии называются запрещенными, так как атомные переходы, необходимые для их образования, в земных условиях имеют место чрезвычайно редко, как будто они «запрещены») и соответствую­щие им спектральные линии не наблюдаются. В газо­вых туманностях подобные переходы из-за большого накопления атомов в метастабильных состояниях со­вершаются очень часто. Именно переходы атомов дваж­ды ионизованного кислорода из метастабильных уров­ней в нормальные и приводит к излучению линий небулия. Это объяснение Боуэна было лишь качествен­ным, и требовалось разработать общую количествен­ную теорию образования подобных «запрещенных» ли­ний в спектрах космических объектов. Первый шаг в этом направлении сделал норвежский ученый Росселанд. Однако разработанная им теория была частной и неприменима к наиболее важным случаям излучения «запрещенных» линий в спектрах газовых туманностей. Амбарцумян создал общую теорию возбуждения ато­мов, находящихся в метастабильных состояниях, и об­разования «запрещенных» линий, которая нашла широ­кое применение в астрофизике. В частности, на основе этой теории он предсказал существование в спектрах нестационарных звезд типа Вольфа-Райе (звезды типа Вольфа-Райе — горячие звезды, из поверхност­ных слоев которых происходит непрерывное истечение газовой материи. Вследствие такого истечения материи звезды типа Воль­фа-Райе окружены расширяющимися газовыми оболочками. Свое название они получили по имени первых своих исследователей — французских астрономов Вольфа и Райе) «запрещен­ной» линии гелия, которая в последующем была дейст­вительно обнаружена.

Амбарцумян разработал специальные методы для определения температур ядер планетарных туманностей и звезд, окруженных газовыми оболочками. Такие га­зовые оболочки формируются, например, во время вспышек Новых и Сверхновых звезд, вследствие выбро­са ими в это время газовой материи или непрерывного истечения газовой материи из некоторых нестационарных звезд, например, звезд типа Вольфа-Райе. Им были заложены основы теории возбуждения и ионизации атомов в газовых оболочках небольших размеров.

Амбарцумян совместно с Н. А. Козыревым предло­жил методы определения масс газовых оболочек звезд. В результате применения этих методов было показано, в частности, что при вспышке Новая звезда выбрасы­вает массу, равную стотысячной массе Солнца, а Сверх­новая звезда гораздо больше — массу, равную массе Солнца. Аналогичные оценки масс, выброшенных звезда­ми газовых оболочек, имеют важное значение для выяс­нения темпов эволюции этих звезд.

Наконец, Амбарцумяну принадлежит единственный метод определения масс газовых туманностей по их светимости (светимость — мера мощности излучения космического объекта).

На сайте публикуются статьи, отобранные В.А.Амбарцумяном для своей последней книги “A Life in Astrophysics” Allerton Press, 1988.

Эти статьи впервые были опубликованы в следующих изданиях:

• "The excitation of the metastable states in the gaseous nebulae," Цир­куляры ГАО [Pulkovo Obs. Circ], no. 6, pp. 10-17, 1933
• "On the radiative equilibrium of a planetary nebula," Известия ГАО [Bulletin De L’ Observatoire Central a Poulkovo], vol. XIII, no. 114, pp. 1-27, 1933.
• Они же были перепечатаны в изданиях:
• «Научные труды» [в 3-х томах] Под ред. В.В.Соболева. Изд-во АН АрмССР, 1960-1988.
• “A Life in Astrophysics” Allerton Press, 1988.

Рейтинг публикации:

10

Комментарии (2) | Распечатать

Добавить новость в: