Побудова еволюційних послідовностей субзоряних об’єктів різних мас та різного елементного складу їх основні астрофізичні властивості. Воднево-гелієві суміші для визначення діапазону густини об’єкта. Розрахунок адіабатичного градієнта температури.
Аннотация к работе
За допомогою створеної моделі з незначними змінами рівняння стану є можливість проводити еволюційні розрахунки для білих карликів та воднево-гелієвих планет, фізичні характеристики речовини яких є схожими. Зявилася також реальна можливість за спостережними даними світності субзірок одержати широкий спектр інформації про зовнішні та внутрішні фізичні параметри досліджуваних обєктів. Метою роботи є створення основ фізичної моделі субзірок, яка дає можливість розраховувати їх внутрішню будову та еволюцію. · Одержати нові адіабатичні коефіцієнти для розрахунків адіабатичного градієнта температури, густини та параметру виродження електронів у неідеальній суміші атомів, іонів і електронів, які знаходяться у адіабатичній рівновазі. · Вперше розраховано та кількісно описано внутрішню будову водневих (X=1), гелієвих (Y=1) та воднево-гелієвих (X=0.75, Y=0.25) субзірок з масами 0.01M? <M <0.08M? на різних етапах їх еволюції.Перший розділ «Теорія субзоряних обєктів (огляд)» присвячено огляду теорії субзоряних обєктів і сучасного стану теорії речовини при високих температурах і тисках. У другому розділі «Фізична модель внутрішньої будови субзоряних обєктів» розглянуто теоретичні основи та методи побудови базової фізичної моделі, яка надає можливість розраховувати рівноважні сферично симетричні конфігурації субзірок. Розвязок задачі про побудову фізичної моделі субзоряних обєктів можна розбити на декілька етапів: · Отримати рівняння стану речовини воднево-гелієвої суміші з урахуванням ефектів неідеальності, повязаних з міжчастковою взаємодією. Ця система рівнянь містить нові адіабатичні коефіцієнти в рівняннях, які визначають градієнти тиску, температури, густини і параметра виродження електронів, та ураховує ефекти неідеальності в рівнянні стану. При створенні базової фізичної моделі субзірок було зроблено наступні припущення: · субзірки є сферично симетричними обєктами, що означає залежність всіх фізичних величин тільки від відстані до центру субзірки r;У ній було проведено теоретичний аналіз рівняння стану воднево-гелієвої суміші при високих тисках і температурах, побудована еволюційна модель субзірок та описано їх внутрішню будову. Отримано рівняння стану речовини з урахуванням кореляційних ефектів в неідеальній воднево-гелієвій плазмі. Запропоновано формулу для розрахунку величини зниження потенціалу іонізації атомів водню і гелію внаслідок дії ефекту «іонізації тиском». Отримані нові адіабатичні коефіцієнти для системи диференційних рівнянь, що описує сферично-симетричні обєкти в адіабатичній рівновазі.
План
Основний зміст роботи
Вывод
У дисертаційній роботі були вирішені всі поставлені задачі. У ній було проведено теоретичний аналіз рівняння стану воднево-гелієвої суміші при високих тисках і температурах, побудована еволюційна модель субзірок та описано їх внутрішню будову.
Отримано рівняння стану речовини з урахуванням кореляційних ефектів в неідеальній воднево-гелієвій плазмі.
1. Побудована фазова діаграма стану речовини з довільним ступенем виродження електронів і довільним ступенем іонізації атомів.
2. Запропоновано формулу для розрахунку величини зниження потенціалу іонізації атомів водню і гелію внаслідок дії ефекту «іонізації тиском».
3. Отримані нові адіабатичні коефіцієнти для системи диференційних рівнянь, що описує сферично-симетричні обєкти в адіабатичній рівновазі.
4. Створена фізична модель, яка дозволяє розраховувати внутрішню структуру та еволюцію субзірок.
5. В межах побудованої моделі вперше розроблені алгоритми та створені компьютерні програми для розрахунку внутрішньої будови космічних обєктів, що знаходяться в адіабатичній рівновазі.
6. Розраховано та кількісно описано більш ніж 250 моделей субзоряних обєктів різного елементного складу і мас на різних етапах їх еволюції.
7. Розраховано рівноважний хімічний склад атмосфери (зовнішніх шарів) субзірок сонячного елементного складу (X=0.70, Y=0.27, Z=0.03) для широкого діапазону температур 1000 K < T < 20000 K.
8. Встановлені співвідношення між основними астрофізичними параметрами субзірок різних мас, віку та елементного складу.
9. Показано, що речовина водневих і воднево-гелієвих субзірок всіх мас на різних етапах їх еволюції перейде в фазу металічного водню. Початок фази металічного водню залежить від маси субзірки.
Список литературы
1. Чандрасекхар С. Введение в учение о строении звезд / Пер. с англ. - М.: ИЛ, 1950. - 476 с.
2. Крефт В., Кремп Д., Эбелинг В., Репке Г. Квантовая статистика систем заряженных частиц. - М.: Мир, 1988. - 406 c.
3. Saumon D., Chabrier G. Fluid hydrogen at high density: Pressure ionization // Phys. Rev. A. - 1992. - Vol. 46, № 4. - P. 2084-2092.
4. Magro W.R., Ceperley D.M., Pierleoni C., Bernu B. Molecilar dissociation in hot? dense Hydrogen // Phys. Rev. Lett. - 1996. - Vol. 76, № 8. - P. 1240-1243.
5. Burrows A., Liebert J. The science of brown dwarfs // Rev.Mod.Phys. - 1993. -Vol. 65, № 2. - P. 301-336.
6. Nelson L.A., Rappaport S.A., Joss P.C. The evolution of very low mass stars // Astrophys. J. - 1986. - Vol. 311, № 1. - P. 226-240.
7. Zapolsky H.S., Salpeter E.E. The mass-radius relation for the cold spheres of low mass // Astrophys. J. - 1969. - Vol. 158, № 2. - P. 809-813.
Публікації за темою дисертації
1. Захожай В.А., Писаренко А.И., Яценко А.А. Внутреннее строение субзвезд. Модели и проблема теории вещества // Кинематика и физика небесных тел. - 1999. - Т. 15, № 3. - С. 206 - 214.
2. Захожай В.А., Писаренко А.И., Яценко А.А., Педаш Ю.Ф., Котелевский С.И. Химическое равновесие в атмосферах водородно-гелиевых субзвезд // Кинематика и физика небесных тел. - 1999. - T. 15, № 6. - C. 516 - 522.
3. Захожай В.А., Писаренко А.И., Котелевский С.И.,Педаш Ю.Ф., Яценко А.А. Особенности молекулярного состава атмосфер субзвезд // Кинематика и физика небесных тел. - 2001. - Т. 17, № 1. - С. 3 - 16.
4. Захожай В.А., Писаренко А.И., Котелевский С.И., Педаш Ю.Ф., Яценко А.А. Особливості хімічної та іонізаційної рівноваги у атмосферах субзірок сонячного елементного складу при низьких температурах // Кинематика и физика небесных тел. - 2004. - Т. 20, № 2. - С. 118 - 132.
5. Zakhozhaj V.A., Blokhina M.D., Pysarenko А.І., Yatsenko A.A., Slusarenko Yu.V. On the problem of the numerical model connstruction of zero-age substars // Odessa Astron. Publ. - 1996. - Vol. 9. - P. 173 - 174.
Результати дисертації додатково висвітлені в таких публікаціях: 6. Zakhozhaj V.A., Pysarenko А.І., Yatsenko A.A., Slusarenko Yu.V. Characteristic physical properties of a matter of substars of the Galaxy galo limited by condition of the partial electron degeneracy // Proceedings of the All - Ukrainian astronomical conference. - Інформ. бюл. УАА. - 1998. - № 12. - С. 80.
7. Захожай В.А., Котелевский С.И., Писаренко А.И., Педаш Ю.Ф., Яценко А.А. Расчет равновесного химического состава атмосфер субзвезд // Тезисы докладов Всеукраинской конференции по аналитической химии (KUAC). - Харьков (Украина). - 2000. - С. 43.
8. Захожай В.А., Писаренко А.И., Яценко А.А. Внутреннее строение безатмосферных субзвезд нулевого возраста гало и диска Галактики // Тезисы докладов международной мемориальной научной конференции «Астрономия 2000 года». - Одесса: АСТРОПРИНТ, 2000. - С. 24 - 25.
9. Захожай В.А., Писаренко А.И. Современные возможности и перспективы поиска субзвезд в Галактике // Сборник тезисов «Первой украинской конференции по перспективным космическим исследованиям». - Киев (Украина). - 2001. - С. 29.
10. Захожай В.А., Писаренко А.И. Современные возможности и перспективы поиска субзвезд в Галактике // Сборник трудов «Первой украинской конференции по перспективным космическим исследованиям». - Киев (Украина). - 2001. - С. 66 - 70.
11. Zakhozhaj V.A., Krugly Yu.N., Pysarenko А.І., Psaryov V.A. Structure of Planetary Systems and Protoplanetary Formations. Preliminary Results // Abstracts of International Conference «Order and Chaos in Stellar and Planetary Systems». - Saint Petersburg (Russia). - 2003. - P.65.
12. Захожай В.А., Педаш Ю.Ф., Писаренко А.И. Химический состав атмосфер субзвезд с эффективными температурами больше 500 К // Труды Всероссийской астрономической конференции ВАК - 2004 «Горизонты Вселенной». - Т. LXXV. - М.: МГУ, ГАИШ, 2004. - C. 152.
13. Захожай В.А., Писаренко А.И., Яценко А.А. Результаты численного моделирования внутреннего строения субзвезд // Труды Всероссийской астрономической конференции ВАК - 2004 «Горизонты Вселенной». - Т. LXXV. - М.: МГУ, ГАИШ, 2004. - C. 152.
14. Захожай В.А., Педаш Ю.Ф., Писаренко А.И. Внутреннее строение и эволюция субзвезд // Материалы Международной научной конференции «Каразинские естественнонаучные студии». - Харьков (Украина). - 2004. - С. 85 - 86.
15. Zakhozhaj V.A., Pysarenko A.I., Yatsenko A.A. Gamow Memorial International Conference "The Universe of Gamow: Original Ideas in Astrophysics and Cosmology". - Odessa (Ukraine). - 1999. - P. 63.