 |
Астронет: А. В. Локтин, В. А. Марсаков Звездная астрономия в лекциях http://www.variable-stars.ru/db/msg/1245721/lec.12.2.html |
Лекция 12. Функция светимости и спектр звёздных масс
12.2 Зависимость "масса - светимость"
Зависимость "масса - светимость" позволяет перейти от функции светимости к распределению масс звёзд - функции масс φ(M). Собственно именно получение функции масс является конечной целью построения функции светимости, поскольку функция масс менее подвержена эффектам, вызванным эволюцией звёзд. Так красные гиганты имеют заметно большие светимости, чем звёзды главной последовательности соответствующей массы. От наблюдаемой функции масс можно перейти к так называемой начальной функции масс (НФМ), характеризующей распределение масс рождающихся звёзд. Для перехода от светимостей звёзд к их массам используют эмпирическую зависимость масса-светимость, устанавливаемую из наблюдений двойных звёзд, поскольку движения звёзд в двойной системе дают возможность оценить напрямую массы компонентов с помощью законов Кеплера. Имеется еще один способ - использование результатов теории звёздной эволюции, поскольку эволюционные треки прямо связывают массы звёзд с их светимостями на разных стадиях эволюции. Последний метод применяется для получения функций масс рассеянных звёздных скоплений, где удается учитывать эволюционные эффекты и влияние этих эффектов на функцию масс, так как известны возрасты скоплений.
Массы звёзд можно получать как из наблюдений затменных двойных, так и визуально-двойных. При этом удобнее использовать затменные двойные, поскольку только они могут дать информацию о массивных звездах. Визуально- двойные здесь дают мало информации, так как определить достаточно уверенно элементы орбит компонентов далеких звёзд затруднительно, а вблизи Солнца массивные звёзды, как показывает функция светимости, встречаются очень редко.
Среди затменных двойных выбирают системы с большими периодами и компонентами, лежащими на главной последовательности, чтобы уменьшить дисперсию зависимости масса - светимость, вызванную эволюцией звёзд. Дело в том, что гравитационное взаимодействие между компонентами двойных звёзд влияет на их эволюцию: даже в затменных двойных с относительно большими периодами происходит обмен массой между компонентами. На рис.12-2 показана зависимость масса-абсолютная болометрическая звёздная величина для компонентов тесных двойных систем. Эта зависимость построена Гордой и Свечниковым (УрГУ). На рисунке видны основные особенности зависимости масса-светимость. Прежде всего, в логарифмическом масштабе эта зависимость практически линейна. Вторая особенность - излом линейной зависимости для звёзд малых масс, вызываемый изменением внутреннего строения звёзд. Излом происходит у значения звёздной массы 0.4M¤. Отметим, что при этом же значении массы происходит излом зависимости масса-радиус. Горда и Свечников методом наименьших квадратов получили следующие выражения для зависимости масса-светимость:
|
Формулы (12-4) получены для компонентов тесных двойных звёзд, и ими можно воспользоваться для перехода от функции светимости к функции масс.