У нормальных звезд содержание скандия оказалось близким к солнечному

❋ 4.4

В ИНАСАН показали, что у нормальных звезд нет проблемы со скандием — он не выделяется из группы железа, и его содержание близко к солнечному. Все дело в методе расчета теоретических спектров звезд.

ИНАСАН

# водород

# железо

# звезды

# скандий

# Солнце

Солнце / © Getty images

Скандий — 21-й элемент (Z = 21) в таблице Менделеева, его относят к элементам группы железа. До сих пор содержание скандия у звезд определялось классическим методом с использованием упрощающего предположения о сохранении термодинамического равновесия в каждом единичном объеме газа при локальных значениях кинетической температуры и газового давления.

Такой подход привел к парадоксальным результатам, а именно: у звезд с распространенностью большинства элементов группы железа, близкой к солнечной, то есть у нормальных звезд, содержание скандия быстро падает с ростом эффективной температуры звезды (Teff — температура слоев, из которых приходит бóльшая часть излучения звезды).

Содержание скандия относительно железа и относительно соответствующего солнечного отношения log(N_Sc/N_Fe) _звезда — log(N_Sc/N_Fe) _Солнце у 9 звезд с разными T_eff. Данные, полученные новым методом, показаны красными кружками, а результаты, основанные на классическом подходе, — синие окружности. Пунктирная прямая соответствует солнечному отношению / © Пресс-служба ИНАСАН

Классические результаты для избранных звезд показаны на рисунке синими символами. Например, у звезды HD 209459 с Teff = 10400 К содержание скандия оказывается почти в четыре раза меньше, чем у Солнца (Teff = 5780 К). В действительности, для таких различий нет физических причин, и главный научный сотрудник Института астрономии РАН (ИНАСАН, Москва) Машонкина Людмила доказала, что у нормальных звезд нет проблемы со скандием — он не выделяется из группы железа, и его содержание близко к солнечному (см. красные символы на рисунке). Все дело в методе расчета теоретических спектров звезд.

В ИНАСАН вот уже 20 лет для разных элементов — от водорода (Z = 1) до свинца (Z = 82) — под руководством Машонкиной Людмилы разрабатываются теоретические методы анализа спектральных линий, свободные от упрощающих предположений и наиболее полно учитывающие физические процессы на поверхности звезды при моделировании ее спектра. Такой подход впервые в мире был разработан и применен для анализа линий скандия в наблюдаемых спектрах звезд.

Разработанный метод особенно важен для уточнения классификационных признаков звезд с повышенным содержанием элементов группы железа — так называемых Am звезд, у которых скандий, наоборот, в дефиците, согласно классическим определениям. Это тема следующего исследования астрофизиков ИНАСАН.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Институт астрономии РАН – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки. Институт создан в соответствии с постановлением Президиума Академии наук СССР от 20 декабря 1936 года как Астрономический совет Академии наук СССР. В 2018 году передан в ведение Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Цель и предмет научной и научно-технической деятельности Института – получение и применение новых знаний в области астрономии и смежных с ней наук, космических исследований, а также инновационной деятельности. Институт ведет обучение по программам аспирантуры, рабочие языки – русский, английский.