ТАРАУ. Астрофизика элементтері. 13 глава

ІІІ типті жарқылдар дециметрлік және одан да ұзын толқындарда байқалады. Ұзақтығы бірнеше секундтық жарқылдар белгілі бір жиіліктерде ғана байқалады. Әдетте сәулелену ағыны 10⁵–10⁶ Ян құрайды. Сәулелену жіңішке жолақты жарқыл спектрі жиілігі бойынша жылдамдығы орта есеппен ~10 МГц/с дрейфке ие. Ол хромосфералық жарқ етудің жарылыс фазасы кезінде пайда болады. Сондықтан осындай жарқылдардың күніне бірнешеуі тіркеледі. Кей кезде жиілігі кері жарқылдар байқалады. Ол төменгі жиіліктегі дрейф жоғарғы жиіліктегі дрейфке ауысқан кездері болады. Күннің максималды белсенділігі кезінде, яғни бір сағат аралығында ІІІ типті жарқыл әлсіз жарқ етумен қатар күшті жарқ етулерде байқалады.

V типті жарқылдар ІІІ типті жарқылдардан кейін шамамен мүмкін болатын жағдайлардың ~10%-де метрлік толқындар аумағында байқалады. Бұл жарқылдар тәждің жоғарғы қабатында, магнит өрісінің кернеулігі H ~ 1 Гс болатын метрлік толқындарда пайда болады және олар орта есеппен 1-3 минутқа дейін созылады. V типті жарқылдар ІІІ типті жарқылдар туғызған электрон шоғына шашырау нәтижесінде генерацияланады. V типті жарқылдағы ағын шамасы 10⁸ Ян-ға дейін жуықтайды, бірақ V типті сәулелену спектрі лездік жіңішке жолақты ІІІ типті сәулеленуге қарағанда кең диапазондық жиілік аумағын алумен ерекшеленеді.

ІІ типті жарқылдар өте күшті хромосфералық жарқ ету нәтижесінде пайда болады, сондай-ақ жіңішке жолақты радиосәулелену болып табылады. ІІ типті жарқылдар ІІІ типті жарқылдарға қарағанда күшті. Олардың орташа ағынының шамасы ~10⁷ –нен 10¹¹ Ян шамасына дейінгі аралықтарда өзгереді. ІІІ типті жарқылдар сияқты ІІ типті жарқылдар да төменгі жиілікке қарай дрейфтеледі. Көбіне метрлік толқындарда, кейде дециметрлік және сантиметрлік толқындарда да байқалады. Жарқылдардың ұзақтығы 10–15 мин. Әдетте ІІ типті жарқылдардың сәулесі поляризацияланбаған немесе әлсіз поляризацияланған болып келеді.

ІV типті сәулелену ІІ типті жарқылдан кейін өте күшті хромосфералық жарқ ету кезінде байқалады; протондық жарқ ету бар екендігінің дәлелі болып табылады. Әдетте метрлік толқындарда байқалады. Синхротронды механизм әдісімен өндіріледі. ІV типті сәулелену V типті сәулеленуге ұқсас, бірақ ІV типте сәулеленудің аумағы мен сәулелену уақыты үлкен. Ағын тығыздығы 10⁶–10⁷ Янға дейін жетеді, әдетте сәулесі поляризацияланған [3].

3.3.2. Радиожарқылдардың сандық классификациясы

Күннің радиожарқылдарын сандық сипаттау үшін Sagamore Hill (Massachusetts), Palehua (Haωaii), Learmonth (Australia), San Vito (Italy) обсерваторияларының 2002–2008 жж. аралығындағы 245 мГц 15400 МГц жиіліктердегі мәліметтері пайдаланылған [11]. Жалпы қабылданған спектрлік классификацияға сәйкес [12] Күн радиосәулеленуінің секундтық мәліметтерінің уақыттық қатарынан I, II, III, IV және V тип сигналдары ұзақтықтары мен толқын ұзындықтары бойынша бөлініп алынған. Сонымен қатар, уақыттық қатардан әрбір оқиға үшін импульстар жалпыланған метрикалық сипаттаманың максимал мәндері ретінде таңдап алынды. Күннің радиожарқылы үшін типтік сигнал түрлері 3.11 суретте көрсетілген (1-уақыттық жүзеге асу , 2-спектрограмма) [13].

а) I- типті радиосәулелену жарқылдары

ә) II- типті радиосәулелену жарқылдары

б) III- типті радиосәулелену жарқылдары

в) IV- типті радиосәулелену жарқылдары

г) V- типті радиосәулелену жарқылдары

3.11 сурет. Жарқылдардың спектрлік классификациясы

3.11 суретте мультифракталдық спектр бойынша есептелген радиожарқылдардың информациялық энтропиясының жалпыланған метрикалық сипаттамадан тәуелділігі келтірілген [12].

Горизонталды сызықтармен ( ) әртүрлі типті құбылыстарды сипаттайтын облыс шекаралары белгіленген. Алғашында болғандағы (мұндағы -жалпыланған метрикалық сипаттаманың энтропия шамасы өте аз болғандағы шектік мәні) облыстарды қарастырайық.

Стохастық және шуылтәріздес құбылыстар үшін энтропия шамасының аралығы сәйкес келеді, өзұқсас оқиғалар үшін энтропия шамасы интервалында жатады, аралығы өзаффинді құбылыстар аймағы, ал біртексіз құбылыстар үшін энтропия мәні интервалында жатады. Өзқауым процестердің энтропиясы шарты орындалған жағдайда аралығында жатады.

3.11 (а) суреттен I типті радиожарқылдар үшін энтропия мәні максимал, ал аффиндік шамасы төмен екендігі көрінеді, яғни қолданып отырған әдіс бұл құбылыстарды шуылтәріздеске жатқызады және бұл олардың табиғатына тән нәрсе. I типті радиожарқылдар негізінен метрлік аймақтарда бақыланатындықтан (λ ~ 2–4 м) және бірнеше сағаттар немесе тәуліктер созылатындықтан оларды шуылды боран деп атайды. Бұл шуылды борандар өз кезегінде әрқайсысының ұзақтығы бір секундтай бірнеше мыңдаған жекелеген тұрады.

II типті (3.11 (ә) сурет) радиожарқылдар хромосфералық жарқ етулер себебінен пайда болады (бірнеше тәулікте бір рет), олар негізінен облысында жатады және өзұқсас құбылыстар болып табылады. Аса күшті хромосфералық жарқ етулер кезінде II типті жарқылдардың мәндері жоғары болып келеді де, олар өзқауым процестерге жатады.

III типті (3.11 (б) сурет) қысқа уақыттық жарқылдар хромосфералық жарқ етулердің жарылыстық фазалары кезінде пайда болады, сондықтан мұндай жарқылдардың күніне бірнешеуі тіркелуі мүмкін [13]. Шуылтәріздес құбылыстар аймағына III типті жарқылдардың топтарға біріккен түрлері, ал өзұқсас процестерге олардың жекелеген түрлері жатады.

Физикалық табиғаты бойынша бір-біріне ұқсас болып келетін II және ІV тип (3.11 (в) сурет) жарқылдарының информациялық энтропия мәндері де бір-біріне жақын келеді, яғни өте күшті хромосфералық жарқ етулер нәтижесінде пайда болатын ІV тип жарқылдары да өзұқсас және өзқауым құбылыстар болып табылады.

Ұзақтықтары 1-3 минут арлығында болатын V тип (3.11 (г) сурет) жарқылдарының энтропиясы біртексіз құбылыстар облысында жатады, себебі олар Күн тәжінің жоғарғы қабаттарында метрлік толқындарда пайда болады, ондағы магнит өрісінің кернеулігі H ~ 1 Гс [13].

3.11 (ә) суретте өзаффиндік энтропиясының жалпыланған метрикалық сипаттамадан тәуелділігі көрсетілген. Суреттен І тип жарқылдары үшін энтропиясы негізінен өзқауым аймағында жатқанын көреміз, ал уақыт бойынша тұйықталған ІІ, ІІІ, ІV және V тип радиожарқылдарының масштабты-инварианттық заңдылығы жоқ екендігін көруге болады.

Сонымен, жоғарыда аталған спектрлік классификацияны ұсынылып отырған жаңа әдіс көмегімен сандық түрде сипаттауға болады.

3.4. Жұлдыздар

3.4.1. Қалыпты жұлдыздар

Жұлдыздар Ғаламдағы ең көп таралған объектілер. Космос затының 98%-і осы газды шарлардан құралған. Жұлдыздардың негізгі қасиеттері оның массасы, жарқырауы және радиусымен анықталады. Жұлдыздармен алғашқы танысу олардың түстерінің әртүрлілігіне бірден назар аудартады. Ал олардың спектрін қарастыра келе бұл алшақтықтың одан да күштірек екеніне көзіміз жетеді. Әдетте жұлдыздардың спектрі үздіксіз болып келеді.Спектрлердегі негізгі айырмашылық бақыланатын спектрлік сызықтардың саны мен интенсивтілігінде. Спектрлік классификацияның бұл принципі алғаш рет Гарвард обсерваториясында қолданылды.

3.4.2. Қалыпты жұлдыздардың спектрлері және спектрлік классификациясы

Гарвард классификациясында спектрлік типтер (кластар) латын алфавитінің: О, В, А, Ғ, G, K және М әріптерімен белгіленген.

О класы. Бұл класқа жататын жұлдыздар температурасының жоғары екендігін үздіксіз спектр сызықтарының интенсивтілігінің жолғарғылынан білуге болады. Сол себепті бұл жұлдыздардың түсі көгілдірлеу болып келеді.

В класы. Бұл типте бейтарап гелийдің сызықтары ең интенсивті болып табылады. Сутегі және кейбір иондалған элементтердің сызықтары жақсы көрінеді. Түсі көгілдір-ақ.

А класы. Сутегі сызықтары ең үлкен интенсивтілікке жетеді. Иондалған кальцийдің және кейбір металдардың сызықтары әлсіз көрінеді. Жұлдыздың түсі - ақ.

Ғ класы. Сутегі сызықтары әлсірей бастайды. Иондалған металдардың сызықтары күшейе бастайды. (әсіресе кальций, темір, титан). Түсі - әлсіз сары.

G класы. Иондалған кальцийдің сызықтары басым болады. Түсі-сары.

К класы. Сутегінің сызықтары байқалмайды, яғни температура төмендегені. Жұлдыздың түсі қызғылттау.

М класы. Қызыл жұлдыздар. Металдардың сызықтары әлсірей бастайды. Титан және басқа да молекулалық түзілістердің сызықтары басым.

С класы. Бұл класс К және М кластарынан көміртегі молекулаларының жұтылу сызықтарының бар болуымен ерекшеленеді.

S класы. Бұл класқа жататын жұлдыздарМ класынан титан қышқылының орнына цирконий қышқылы басым болуымен ерекшеленеді.