Телескоп Chandra разрешает старый парадокс

Зона конвекции в солнцеподобной звезде. Неон, наряду с атомами углерода, азота и кислорода, играет важную роль в регуляции скорости, с которой энергия ядерных реакций вытекает из солнечного ядра на его поверхность. Изменение этой скорости на поверхности Солнца составляет около 200 000 км, когда спокойное просачивание тепла неожиданно переходит в конвективное движение, подобное нестабильной атмосфере в грозу (изображение с сайта chandra.harvard.edu)

Если верить данным, полученным недавно с помощью орбитального рентгеновского телескопа «Чандра», то получается, что доля неона в веществе Солнца и подобных ему звезд почти втрое выше, чем считалось ранее.

Атомы неона, наряду с атомами углерода, кислорода и азота, играют весьма важную роль в процессе передачи энергии от ядра Солнца (где происходят ядерные реакции) к его поверхности. От количества этих газов зависит глубина так называемой конвекционной зоны под поверхностью Солнца, где передача энергии осуществляется практически исключительно за счет восходящих турбулентных потоков вещества.

Зона конвекции в звезде типа Солнца. На глубине около 200 тыс. км под поверхностью Солнца свободное распространение тепла резко сменяется конвекционным движением, подобным перемешиванию воздуха из различных слоев атмосферы в грозу (изображение с сайта chandra.harvard.edu)

До настоящего времени вопрос о количестве неона в составе Солнца оставался открытым. Посчитать его напрямую, через спектральный анализ, не удавалось. К тому же оказалось, что оценка глубины конвекционной зоны, сделанная на основе принятых представлений о доле неона в солнечном веществе, расходится с оценкой, полученной методом «солнечных осцилляций» — около 200 000 километров. Оценки совпадут, только если неона в три раза больше.

Чтобы решить эту проблему, Джереми Дрейк (Jeremy Drake) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и его коллеги взялись за изучение 21 звезды, по всем параметрам похожих на Солнце и находящихся в пределах 400 световых лет от него. Доля неона (относительно кислорода) на Солнце и на этих звездах должна быть приблизительно одинаковой.

Рентгеновский телескоп «Чандра» измерял относительное количество неона в 21 солнцеподобной звезде на расстоянии до 400 световых лет. На рисунке — фрагмент спектра одной из них — II Pegasi. «Чандра» наблюдал ее 17 октября 1999 года в течение 12 часов (изображение с сайта chandra.harvard.edu)

Оказалось, что удельная масса неона в этих звездах как раз такая, какая нужна, чтобы снять парадоксальное расхождение в расчетах глубины конвекционной зоны — в три раза выше принятых ныне оценок. Об этом сообщается в пресс-релизе Гарвард-Смитсоновского центра.

Таким образом, есть все основания полагать, что доля неона на Солнце существенно больше, чем считалось ранее. А главное, получено еще одно подтверждение того, что наши представления о строении звезд и основанные на них методики расчетов верны.

Рентгеновский телескоп «Чандра» измерил относительное количество неона в 21 звезде. На рисунке представлен фрагмент спектра одной из них — II Pegasi. «Чандра» наблюдал ее 17 октября 1999 года в течение 12 часов (изображение с сайта chandra.harvard.edu)

Похожие статьи: