Горизонтальная ветвь

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.

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела для шарового скопления M3. Звёзды горизонтальной ветви на диаграмме лежат в области V ≈ 16 и B-V < 0.7. «Пробел Шварцшильда» в этой ветви между находится между B-V = 0.1 и B-V = 0.4.

«Пробел Шварцшильда» и морфология горизонтальной ветви

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. Один 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.

Отношение к звёздам красного сгущения

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.

См. также

• Асимптотическая ветвь гигантов
• Красное сгущение

Примечания

1. ↑ Arp, H. C.; Baum, W. A. & Sandage, A. R. (1952), "«The HR diagrams for the globular clusters M 92 and M 3»", en:Astronomical Journal Т. 57: 4–5, DOI 10.1086/106674 
2. ↑ Sandage, A. R. (1953), "«The color-magnitude diagram for the globular cluster M 3»", en:Astronomical Journal Т. 58: 61–75, DOI 10.1086/106822 
3. ↑ [American Association of Variable Star Observers] Types of Variables. Архивировано из первоисточника 29 июля 2012. Проверено 12 марта 2011.

Ссылки

• Горизонтальные и асимптотические ветви. Переходный период переменных звезд типа RR Лиры // Холопов П. Н., «Звездные скопления», 1981, М., Наука.
• Горизонтальная ветвь на сайте «Шаровые скопления»