.RU
Карта сайта

Как считают звезды?: Представьте себе, что вы стоите в очереди в музей на очень интересную


Представьте себе, что вы стоите в очереди в музей на очень интересную выставку. Очередь большая и продвигается медленно. Стоять холодно и скучно. Вам приходят в голову разные мысли, но все они крутятся вокруг выставки. Например, вы спрашиваете себя: сколько человек находится в музее одновременно? Как можно решить эту задачу? Стоите вы уже давно, так что ситуация стабилизировалась. Стабилизировалась — это значит, что в среднем количество людей, входящих в музей, равняется количеству людей выходящих. Если это требование не будет выполняться, то либо музей опустеет, либо начнется столпотворение.
Сколько же людей (этих счастливчиков) в музее? Можно было бы просто дождаться своей очереди, зайти в музей и быстро сосчитать всех посетителей. Но это, во-первых, технически трудно исполнить, а во-вторых, не затем вы пришли в музей.
Другой реальный путь состоит в следующем. Вы засекаете время и находите средний поток входящих людей. Допу

стим, оказалось, что за час входят 100 человек (это число «согревает» вас). Но осталось еще много времени, и вы отправляетесь к выходу из музея. Здесь вы производите небольшой «социальный опрос», задавая выходящим один и тот же вопрос: «Как долго вы находились в музее?». Усреднив ответы, вы получите, например, 4 часа. Этой информации уже достаточно, чтобы найти число людей, находящихся в музее. Оно равно произведению потока на время пребывания внутри:
100 человек/ч х4ч = 400 человек.
Как видите, при таком решении музей так и остался «черным ящиком», структура которого оказалась не важна. Единственное, но очень важное допущение, которое мы использовали, — это то, что просмотр выставки стабилизировался. Это называется требованием стационарности процесса.
» Такой метод подсчета широко применяется в астрономии. Допустим, вы знаете, сколько звезд данной массы рождается в Галактике в единицу времени. Эту величину можно назвать темпом (скоростью) рождения звезд. Она зависит от массы звезд, и эта зависимость называется функцией Сол- питера. Эдвин Солпитер впервые определил ее в 50-е годы прошлого века, статистически обработав большое число наблюдений. Для нашей Галактики число рождающихся (новых) звезд N(M) с массой больше М равно
(14)
По этой формуле число звезд с массой больше 10М@, рождающихся ежегодно, равно 0,03, т. е. 1 звезда за 30 лет, а звезд с массой больше М0 — 0,7 звезды в год. Это показывает, что скорость рождения сильно уменьшается с ростом массы звезды.
Теперь легко подсчитать, сколько звезд в Галактике с определенной массой присутствует одновременно. Допустим,

нас интересуют звезды главной последовательности с массой больше 10М@. Время жизни на главной последовательности определяется ядерным временем для водорода (формула (10)). Для звезд с массой ~ 10М@ оно равно 10 миллионам лет. Умножая на скорость рождения звезд (0,03 год-1), получаем, что в Галактике примерно 300 000 таких звезд.
Легко вычислить также количество сверхгигантов. Их масса больше 10М0, а время жизни в среднем в 100 раз меньше ядерного. Значит, в Галактике примерно 3000 О-В сверхгигантов (т. е. сверхгигантов спектральных классов О и В). Конечно, при таком расчете мы предполагаем, что ситуация в Галактике стабилизировалась.
Теперь мы можем ответить на вопрос, сколько в Галактике двойных систем с релятивистскими звездами (нейтронными звездами и черными дырами). Из-за перемены ролей практически любая тесная двойная рождает такую пару. Сколько времени живет такая пара? Не вдаваясь в детали, можно предвидеть, что живет она по крайней мере до тех пор, пока нормальная звезда находится на «главной последовательности». Так как после обмена масса нормальной звезды увеличивается и из 10М0 в среднем становится равной 20М0, то нужно брать ядерное время именно для 20М@, т. е. примерно 5 ¦ 10 лет.
В Галактике такие звезды рождаются один раз в 30 лет, из них половина двойных. Но так как звезды две, то нужно разделить 30 еще пополам. Окончательно получается, что подходящая двойная рождается один раз в 50-100 лет. Умно- жим частоту рождения на 5 • 10 и найдем, что в Галактике должно быть 50-100 тысяч массивных звезд с релятивистскими компонентами.
Значит, продолжение действительно следует.


2014-07-19 18:44
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © sanaalar.ru
    Образовательные документы для студентов.