Фотосфера. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Фотосфера - слой космич. тела, непрозрачного для собственной радиации, из к-рого выходит наружу осн. часть возникающей в космич. теле радиации. Обычно Ф. наз. ниж. часть звёздной атмосферы с оптич. толщиной ~ 1 для оптич. излучения с непрерывным спектром (осн. часть эл--магн. излучения невырожденных звёзд). Звёзды непрозрачны во всех диапазонах эл--магн. спектра. Поэтому излучение, рождающееся в ядре звезды, медленно диффундирует наружу, испытывая многократные рассеяния и переизлучения. По достижении Ф. фотоны рассеиваются (переизлучаются) последний раз и покидают звезду.

При взрывах сверхновых звёзд внутр. части их ядер становятся непрозрачными для образующихся там нейтрино, уносящих в этот момент осн. часть энергии. Они диффундируют до нейтринной фотосферы (расположенной глубоко в недрах звезды, см. Нейтринная астрофизика ),после чего свободно выходят за пределы звезды.

Осн. механизмами непрозрачности Ф. для эл--магн. излучения являются фотоионизация и свободно-свободные переходы (тормозное поглощение), а также рассеяние фотонов в спектральных линиях и континууме. В Ф. наиб, холодных звёзд (спектрального класса M)преобладает рассеяние света в молекулярных полосах (гл. обр. окислов металлов TiO, ZrO и др.). В звёздах спектрального класса К доминирует поглощение излучения металлами, в G- и F-звёздах - отрицательными ионами водорода, в звёздах спектрального класса А - атомами водорода. В Ф. наиб. горячих звёзд, классов В и О, преобладают рассеяние на свободных электронах и поглощение атомами и ионами гелия, а в УФ-области спектра- ионами элементов С-Fe.

Осн. параметры Ф. звёзд гл. последовательности приведены в табл. (N-концентрация частиц, h - шкала высоты, g - ускорение силы тяжести, Т_э - эффективная температура, р - газовое давление, р_е - электронное давление, р_r-давление излучения,

-коэф. непрозрачности на длине волны 0,5 мкм).

Параметры фотосфер звёзд главной последовательности ( класс светимости V)

На рис. 1 показано распределение с глубиной осн. физ. величин в Ф. трёх звёзд с параметрами:

Здесь М - масса звезды в единицах массы Солнца,

= 2•10³³ г, R - радиус звезды.

Рис. 1. Модели фотосфер трёх звёзд с "нормальным" (солнечным) химическим составом. Параметры звёзд приведены в тексте. Представлены зависимости от оптической глубины на длине волны 500 нм (lgt₅₀₀) шести величин: геометрической глубины Л. отсчитанной от слоя t₅₀₀= 1; температуры Т; доли энергии, передаваемой конвекцией e_с (в третьем случае e_c = 0); плотности r; степени ионизации вещества x = N_e/N_a [N_e, N_a - концентрации электронов и тяжёлых частиц (атомов и ионов) соответственно] и коэффициента непрозрачности вещества , рассчитанного для области максимума спектра излучения звезды (т. н. росселандово среднее для ).

Рис. 2. Один из лучших снимков части фотосферы Солнца в белом свете, полученный 30 июля 1970 на советском стратосферном телескопе. В виде мелкой зернистости наблюдается грануляция (размер ячеек ок. 1000 км, время жизни 5 мин). Слева-солнечное пятно. В центральной его части ("тени") температура приблизительно на 2000 К ниже средней температуры фотосферы Солнца, вокруг (в "полутени") хорошо видна сложная структура.

В Ф. большинства звёзд имеются перепады температуры и др. параметров не только по вертикали, но и вдоль поверхности. Наиб. изучена в этом отношении Ф. Солнца (рис. 2). Осн. её структурные элементы - грануляция, пятна и факелы. Грануляция является прямым отражением конвекции, а пятна и факелы - фотосферными проявлениями солнечной активности - следствием развитой подфо-тосферной конвекции. На др. звёздах с внеш. конвективной зоной (звёзды с T_э8000 К) также часто присутствуют холодные пятна. В Ф. Ар- и Am-звёзд существуют области (пятна), резко различающиеся по хим. составу (см. Химически пекулярные звёзды). При вращении - звёзд вокруг оси наличие пятен приводит к фотометрич. и спектральной переменности.

Различия параметров Ф. в разных местах поверхности звезды существуют также у быстровращающихся и при-ливно-деформированных звёзд.

Лит. см. при ст. Звёздные атмосферы. Н. Г. Бочкарёв

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.