Перейти…
Структура >> Отдел физики и эволюции звезд

Отдел физики и эволюции звезд

 

wiebe_photoЗаведующий отделом
д.ф.-м.н., проф. РАН Вибе

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВАЖНЕЙШИЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Исследование аккреции на белые карлики

Исследования тесных двойных систем с аккрецирующими белыми карликами имеют непосредственное отношение к катаклизмическим переменным звездам различных классов, новым и сверхновым звездам, источникам рентгеновского излучения. В частности, в отделе рассматриваются двойные системы с богатыми водородом донорами. Исследована численность источников сверхмягкого рентгеновского излучения, построены спектры мягкого рентгеновского и жесткого ультрафиолетового излучения для галактик с различным характером звездообразования, оценена частота новых и сверхновых звезд. В частности, удалось удовлетворительно воспроизвести численность источников сверхмягкого рентгеновского излучения в ближайших эллиптических галактиках и отношение потоков в линиях He II 4686 и Hβ в суммарном спектре галактик каталога SLOAN. Модельные расчеты правильно предсказывают частоту новых в галактиках различных типов. Показано, что один из основных современных сценариев формирования предшественников СН Ia -- накопление чандрасекаровской массы белым карликом в катаклизмических переменных с стационарным горением аккрецируемого водорода или в рекуррентных новых не способен обеспечить более нескольких процентов их наблюдаемой частоты.

Также систематически исследована аккреция гелия белыми карликами, найдены области его стационарного горения и горения в режимах слабых (без выброса вещества), сильных (с потерей вещества) вспышек и детонации в зависимости от массы карлика и скорости аккреции. Результаты используются при оценке роли двойных систем с аккрецией гелия как предшественников СН Ia. Детально рассмотрена эволюция ультракомпактных катаклизмических переменных звезд типа AM CVn, в которых донорами являются гелиевые карлики. Найдено, что вспышечная активность этих звезд, связанная с неустойчивым горением гелия прекращается после ∼10 вспышек. Гипотетическое транзиентное явление -- SN Ia (вспышки сверхновых, на порядок величины более слабые, чем нормальные сверхновые и происходящие в 10 раз реже) не осуществляются.

Двойные системы со сверхмассивными черными дырами

В отделе физики и эволюции звезд также численно исследуется эволюция звезд, формирующих двойные системы со сверхмассивными черными дырами (СМЧД) и подвергающихся облучению жестким излучением аккрецирующей черной дыры. Подробно исследуется случай, когда СМЧД аккрецирует главным образом вещество данной звезды. Численное моделирование показывает, что если начальная степень заполнения звездой своей полости Роша достаточно велика, то эволюция системы звезда-СМЧД заканчивается динамическим разрушением звезды. Однако если эта степень меньше определенного граничного значения, то возможно удаление звезды от СМЧД даже в том случае, если она заполнила на какое-то время свою полость Роша. В дальнейших исследованиях предполагается выяснить, какова зависимость этого граничного значения от массы СМЧД, массы звезды и стадии ее эволюции в момент образования системы звезда-СМЧД, а также каковы параметры остатков удалившихся от СМЧД массивных звезд.

Эволюция углеродной пыли в межзвездной среде

В отделе ведется разработка модели эволюции углеводородной пыли, включающей в себя наиболее важные процессы, происходящие с пылью в межзвездной среде как на молекулярном уровне, так и уровне крупных пылинок. Набор рассматриваемых процессов включает в себя фоторазрушение, ароматизацию, эрозию и дробление как следствие столкновений пылинок друг с другом. С помощью модели проводятся расчеты того, как меняется распределение пыли по размерам и степеням ароматизованности, а также теоретические инфракрасные спектры в зависимости от условий в среде (скорость газа или ударной волны, интенсивность поля излучения и др.). Наиболее заметно в результате эволюции меняется спектр в ближней и средней инфракрасных областях (от 2 до ~30 мкм), как и должно следовать из модели, так как за спектр в этой области отвечают мелкие пылинки, более чувствительные к разрушению, чем крупные. Наиболее оригинальным аспектом модели является включение процесса трансформации пылинок из алифатического в ароматическое состояние (ароматизация). Исследования в этом направлении только начинаются и требуют экспериментальных данных, однако современные астрономические наблюдения указывают на то, что такой процесс повсеместен в межзвездной среде, поэтому его необходимо рассматривать в моделях пыли. Модель применима для расчетов в широком ряде объектов - остатки сверхновых, области звездообразования, включая области HII, планетарные туманности и др.

Исследование процесса массообмена в тесных двойных звездах

Исследование процессов массообмена в тесных двойных системах является еще одним важным направлением в отделе. Особое внимание уделяется подклассу тесных двойных систем, в котором присутствует звезда-донор и звезда-аккретор. Они отличаются от других звезд тем, что находятся на очень близком расстоянии друг от друга и могут влиять на процессы, происходящие у звезды-компаньона. Важную роль так же играет вращение звезд и наличие у них собственного магнитного поля. Исследуется взаимодействие этих двух факторов и их влияние на структуру истечения из звезды-донора внутрь полости Роша звезды-аккретора.


СОТРУДНИКИ