12-10-2023
Горизонтальная ветвь в астрофизике — стадия звёздной эволюции, которая в звёздах с массой порядка солнечной непосредственно следует за стадией красных гигантов. Гелиевая вспышка, происходящая в звёздах на стадии красного гиганта, вызывает существенные изменения в звёздной структуре, которые ведут к общему уменьшению её светимости, некоторому сокращению оболочки звезды и повышению температуры её поверхности.
В ядрах звёзд горизонтальной ветви происходит термоядерное горение гелия (тройная гелиевая реакция), а в оболочке, окружающей ядро — CNO-цикл. Горизонтальные ветви были обнаружены при первых подробных фотометрических исследованиях шаровых звёздных скоплений.[1] [2] и заинтересовали исследователей тем, что они отсутствовали во всех рассеянных звёздных скоплениях, изученных к тому времени. «Горизонтальной» ветвь называется из-за того, что в звёздных скоплениях с низкой металличностью — таких, как шаровые скопления — относящиеся к ней звёзды на диаграмме Герцшпрунга — Рассела (диаграмме Г-Р) выстраиваются приблизительно вдоль горизонтальной линии.
Содержание |
На диаграмме Г-Р шаровых скоплений имеется незаполненный промежуток в горизонтальной ветви — так называемый «пробел Шварцшильда» (в англоязычной литературе используется термин англ. «RR Lyrae gap»). Звёзды, которые могли бы быть помещены в эту область диаграммы, в скоплениях присутствуют, однако обычно являются нестабильными и пульсируют. Такие звёзды называются переменными типа RR Лиры, и их светимость изменяется с периодом до 1,2 суток.[3] Нужна обширная наблюдательная программа, чтобы установить истинную (то есть усреднённую за полный период) звёздную величину и цвет звезды. Подобные программы, как правило, не проводятся при исследованиях диаграмм Г-Р шаровых скоплений, поэтому на опубликованных диаграммах обычно и присутствует «пробел Шварцшильда».
У разных шаровых скоплений морфология горизонтальной ветви обычно различна, и относительное количество звёзд, расположенных по обе стороны от «пробела Шварцшильда», тоже сильно различается. Поиск факторов, которые вызывают эти различия — одна из старых проблем астрофизики. Одна из таких факторов — химический состав (у более бедных металлами шаровых скоплений голубая часть горизонтальной ветви населена больше), однако другие параметры — возраст звёзд, скорость их вращения и содержание в них гелия — также рассматриваются как факторы, воздействующие на морфологию. Известны пары шаровых скоплений, имеющие одинаковую металличность, но разную морфологию горизонтальной ветви (например, NGC 288 с преобладанием голубых звёзд на горизонтальной ветви и NGC 362 — с преобладанием красных). Естественно предположить, что эти пары отличаются каким-то другим, пока неизвестным, параметром, поэтому эта проблема иногда называется «проблемой второго параметра» для шаровых скоплений.
Со звёздами горизонтальной ветви соотносится класс звёзд-гигантов, принадлежащих т. н. красному сгущению (англ. «clump giants»). Это сравнительно молодые (и поэтому менее массивные) и обычно более богатые металлами «коллеги» звёзд горизонтальной ветви, однако последние принадлежат к популяции II, а первые — к популяции I звёздного населения. В ядрах как у гигантов красного сгущения, так у звёзд горизонтальной ветви, происходит горение гелия, но различия в их структуре делает их различными типами звёзд, с разными радиусами, эффективной температурой и показателем цвета, расположенными в разных частях диаграммы Г-Р.
Горизонтальная ветвь.
