Гелий в звездных атмосферах
Гелий, впервые открытый на Солнце с помощью спектрального анализа, играет наряду с водородом важнейшую роль в астрофизике. Обсуждаются две фундаментальные величины: первичное содержание гелия, образовавшееся в результате Большого Взрыва, и современное содержание гелия в молодых близких звездах в нач...
Saved in:
| Published in: | Кинематика и физика небесных тел |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73250 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Гелий в звездных атмосферах / Л.С. Любимков // Кинематика и физика небесных тел. — 2010. — Т. 26, № 4. — С. 32-51. — Бібліогр.: 57 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-73250 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Любимков, Л.С. 2015-01-07T16:06:47Z 2015-01-07T16:06:47Z 2010 Гелий в звездных атмосферах / Л.С. Любимков // Кинематика и физика небесных тел. — 2010. — Т. 26, № 4. — С. 32-51. — Бібліогр.: 57 назв. — рос. 0233-7665 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73250 524.31 Гелий, впервые открытый на Солнце с помощью спектрального анализа, играет наряду с водородом важнейшую роль в астрофизике. Обсуждаются две фундаментальные величины: первичное содержание гелия, образовавшееся в результате Большого Взрыва, и современное содержание гелия в молодых близких звездах в начале их эволюции. Показано, что на стадии главной последовательности происходит обогащение атмосфер массивных звезд гелием. Обсуждаются данные об обогащении гелием компонентов тесных двойных В- и О-звезд. Рассмотрены звезды с сильными аномалиями гелия и водорода, а именно: химически пекулярные Ар- и Вр-звезды с дефицитом гелия, а также некоторые типы звезд с гелиевыми атмосферами. Гелій, вперше відкритий на Сонці за допомогою спектрального аналізу, відіграє поряд з воднем найважливішу роль в астрофізиці. Обговорюються дві фундаментальні величини: первинний вміст гелію, що утворився в результаті Великого Вибуху, і сучасний вміст гелію у молодих близьких зірках на початку їхньої еволюції. Показано, що на стадії головної послідовності відбувається збагачення атмосфер масивних зірок гелієм. Обговорюються дані про збагачення гелієм компонентів тісних подвійних В- і О-зірок. Розглянуто зірки із сильними аномаліями гелію і водню, а саме: хімічно пекулярнi Ар- і Bр-зірки з дефіцитом гелію, а також деякі типи зірок з гелієвими атмосферами. Helium, which has been first discovered on the Sun with the help of spectral analysis, plays together with hydrogen the most important role in astrophysics. Two fundamental values are discussed: the primordial helium abundance originated as a result of the Big Bang and the current helium abundance in young near stars when they' begin their evolution. It is shown that during the main sequence phase the enrichment by helium occurs in massive star atmospheres. Data on the helium enrichment of components of the close B- and O-type binaries are discussed. Stars with strong anomalies of helium and hydrogen are considered, namely: chemically peculiar Ap- and Bp-type stars with helium deficiency, as well as some types of stars with helium atmospheres. ru Головна астрономічна обсерваторія НАН України Кинематика и физика небесных тел Проблемы астрономии Гелий в звездных атмосферах Гелiй в зоряних атмосферах Helium in stellar atmospheres Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Гелий в звездных атмосферах |
| spellingShingle |
Гелий в звездных атмосферах Любимков, Л.С. Проблемы астрономии |
| title_short |
Гелий в звездных атмосферах |
| title_full |
Гелий в звездных атмосферах |
| title_fullStr |
Гелий в звездных атмосферах |
| title_full_unstemmed |
Гелий в звездных атмосферах |
| title_sort |
гелий в звездных атмосферах |
| author |
Любимков, Л.С. |
| author_facet |
Любимков, Л.С. |
| topic |
Проблемы астрономии |
| topic_facet |
Проблемы астрономии |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Кинематика и физика небесных тел |
| publisher |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Гелiй в зоряних атмосферах Helium in stellar atmospheres |
| description |
Гелий, впервые открытый на Солнце с помощью спектрального анализа, играет наряду с водородом важнейшую роль в астрофизике. Обсуждаются две фундаментальные величины: первичное содержание гелия, образовавшееся в результате Большого Взрыва, и современное содержание гелия в молодых близких звездах в начале их эволюции. Показано, что на стадии главной последовательности происходит обогащение атмосфер массивных звезд гелием. Обсуждаются данные об обогащении гелием компонентов тесных двойных В- и О-звезд. Рассмотрены звезды с сильными аномалиями гелия и водорода, а именно: химически пекулярные Ар- и Вр-звезды с дефицитом гелия, а также некоторые типы звезд с гелиевыми атмосферами.
Гелій, вперше відкритий на Сонці за допомогою спектрального аналізу, відіграє поряд з воднем найважливішу роль в астрофізиці. Обговорюються дві фундаментальні величини: первинний вміст гелію, що утворився в результаті Великого Вибуху, і сучасний вміст гелію у молодих близьких зірках на початку їхньої еволюції. Показано, що на стадії головної послідовності відбувається збагачення атмосфер масивних зірок гелієм. Обговорюються дані про збагачення гелієм компонентів тісних подвійних В- і О-зірок. Розглянуто зірки із сильними аномаліями гелію і водню, а саме: хімічно пекулярнi Ар- і Bр-зірки з дефіцитом гелію, а також деякі типи зірок з гелієвими атмосферами.
Helium, which has been first discovered on the Sun with the help of spectral analysis, plays together with hydrogen the most important role in astrophysics. Two fundamental values are discussed: the primordial helium abundance originated as a result of the Big Bang and the current helium abundance in young near stars when they' begin their evolution. It is shown that during the main sequence phase the enrichment by helium occurs in massive star atmospheres. Data on the helium enrichment of components of the close B- and O-type binaries are discussed. Stars with strong anomalies of helium and hydrogen are considered, namely: chemically peculiar Ap- and Bp-type stars with helium deficiency, as well as some types of stars with helium atmospheres.
|
| issn |
0233-7665 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73250 |
| citation_txt |
Гелий в звездных атмосферах / Л.С. Любимков // Кинематика и физика небесных тел. — 2010. — Т. 26, № 4. — С. 32-51. — Бібліогр.: 57 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT lûbimkovls geliivzvezdnyhatmosferah AT lûbimkovls geliivzorânihatmosferah AT lûbimkovls heliuminstellaratmospheres |
| first_indexed |
2025-11-25T21:07:10Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:07:10Z |
| _version_ |
1850549230824849408 |
| fulltext |
ÓÄÊ 524.31
Ë. Ñ. Ëþáèìêîâ
Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèé èíñòèòóò «Êðûìñêàÿ àñòðîôèçè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ»
98409 ÀÐ Êðûì, ï. Íàó÷íûé
Ãåëèé â çâåçäíûõ àòìîñôåðàõ
Ãåëèé, âïåðâûå îòêðûòûé íà Ñîëíöå ñ ïîìîùüþ ñïåêòðàëüíîãî àíà -
ëèçà, èãðàåò íàðÿäó ñ âîäîðîäîì âàæíåéøóþ ðîëü â àñòðîôèçèêå. Îá -
ñóæäàþòñÿ äâå ôóíäàìåíòàëüíûe âåëè÷èíû: ïåðâè÷íîå ñîäåðæàíèå
ãåëèÿ, îáðàçîâàâøååñÿ â ðåçóëüòàòå Áîëüøîãî Âçðûâà, è ñîâðåìåííîå
ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â ìîëîäûõ áëèçêèõ çâåçäàõ â íà÷àëå èõ ýâîëþöèè.
Ïîêàçàíî, ÷òî íà ñòàäèè ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ïðîèñõîäèò
îáîãàùåíèå àòìîñôåð ìàññèâíûõ çâåçä ãåëèåì. Îáñóæäàþòñÿ äàí -
íûå îá îáîãàùåíèè ãåëèåì êîìïîíåíòîâ òåñíûõ äâîéíûõ Â- è Î-çâåçä.
Ðàññìîòðåíû çâåçäû ñ ñèëüíûìè àíîìàëèÿìè ãåëèÿ è âîäîðîäà, à
èìåí íî: õèìè÷åñêè ïåêóëÿðíûå Àð- è Âð-çâåçäû ñ äåôèöèòîì ãåëèÿ, à
òàêæå íåêîòîðûå òèïû çâåçä ñ ãåëèåâûìè àòìîñôåðàìè.
ÃÅËIÉ Â ÇÎÐßÍÈÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ, Ëþáiìêîâ Ë. Ñ. — Ãåë³é, âïåðøå
â³äêðèòèé íà Ñîíö³ çà äîïîìîãîþ ñïåêòðàëüíîãî àíàë³çó, â³ä³ãðàº
ïîðÿä ç âîäíåì íàéâàæëèâ³øó ðîëü â àñòðîô³çèö³. Îáãîâîðþþòüñÿ äâ³
ôóíäàìåíòàëüí³ âåëè÷èíè: ïåðâèííèé âì³ñò ãåë³þ, ùî óòâîðèâñÿ â
ðåçóëüòàò³ Âåëèêîãî Âèáóõó, ³ ñó÷àñíèé âì³ñò ãåë³þ ó ìîëîäèõ áëèçü -
êèõ ç³ðêàõ íà ïî÷àòêó ¿õíüî¿ åâîëþö³¿. Ïîêàçàíî, ùî íà ñòà䳿 ãîëîâíî¿
ïîñë³äîâíîñò³ â³äáóâàºòüñÿ çáàãà÷åííÿ àòìîñôåð ìàñèâíèõ ç³ðîê
ãå볺ì. Îáãîâîðþþòüñÿ äàí³ ïðî çáàãà÷åííÿ ãå볺ì êîìïîíåíò³â ò³ñ -
íèõ ïîäâ³éíèõ Â- ³ Î-ç³ðîê. Ðîçãëÿíóòî ç³ðêè ³ç ñèëüíèìè àíîìà ë³ÿìè
ãåë³þ ³ âîäíþ, à ñàìå: õ³ì³÷íî ïåêóëÿðíi Àð- ³ Bð-ç³ðêè ç äåô³ öèòîì
ãåë³þ, à òàêîæ äåÿê³ òèïè ç³ðîê ç ãå볺âèìè àòìî ñôåðàìè.
HE LIUM IN STEL LAR AT MO SPHERES, by Lyubimkov L. S. — He lium,
which has been first dis cov ered on the Sun with the help of spec tral
anal y sis, plays to gether with hy dro gen the most im por tant role in
as tro phys ics. Two fun da men tal val ues are dis cussed: the pri mor dial he lium
abun dance orig i nated as a re sult of the Big Bang and the cur rent he lium
abun dance in young near stars when they be gin their evo lu tion. It is shown
that dur ing the main se quence phase the en rich ment by he lium oc curs in
mas sive star at mo spheres. Data on the he lium en rich ment of com po nents of
32
ISSN 0233-7665. Êèíåìàòèêà è ôèçèêà íåáåñ. òåë. 2010. Ò. 26, ¹ 4
© Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ, 2010
33
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
the close B- and O-type bi na ries are dis cussed. Stars with strong anom a lies
of he lium and hy dro gen are con sid ered, namely: chem i cally pe cu liar Ap-
and Bp-type stars with he lium de fi ciency, as well as some types of stars with
helium atmospheres.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Îòêðûòèå ãåëèÿ áûëî îäíèì èç ïåðâûõ âûäàþùèõñÿ ðåçóëüòàòîâ, äî -
ñòèãíóòûõ â àñòðîíîìèè ñ ïîìîùüþ ñïåêòðàëüíîãî àíàëèçà, ðîæäåíèå
êîòîðîãî ñîñòîÿëîñü 150 ëåò íàçàä áëàãîäàðÿ Ãóñòàâó Êèðõãîôó è
Ðîáåðòó Áóíçåíó. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ãåëèé áûë âïåðâûå îáíàðóæåí
íå õèìèêàìè â çåìíûõ ëàáîðàòîðèÿõ, à àñòðîíîìàìè â êîñìîñå, òî÷íåå
íà Ñîëíöå. Â 1868 ã. ôðàíöóçñêèé àñòðîíîì Ïüåð Æàíñåí, íàáëþäàÿ
çàòìåíèå Ñîëíöà, óâèäåë â ñïåêòðå ñîëíå÷íîãî ïðîòóáåðàíöà ÿðêóþ
æåëòóþ ëèíèþ, îòñóòñòâóþùóþ â ñïåêòðå êàêîãî-ëèáî çåìíîãî ýëå -
ìåí òà. Â 1871 ã. àíãëèéñêèé àñòðîíîì Íîðìàí Ëîêüåð, óáåäèâøèñü,
÷òî ýòà ëèíèÿ íå ñîâïàäàåò íè ñ îäíîé èçìåðåííîé â ëàáîðàòîðèè ëè -
íèåé, ïðèøåë ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî îíà ïðèíàäëåæèò íîâîìó õèìè÷åñ -
êîìó ýëåìåíòó. Îí íàçâàë ýòîò ýëåìåíò ãåëèåì (îò ãðå÷åñêîãî ñëîâà
«ãå ëèîñ» — «Ñîëíöå»). Íà Çåìëå åãî âïåðâûå ïîëó÷èë â 1895 ã. àíã -
ëèéñêèé õèìèê è ôèçèê Óèëüÿì Ðàìçàé, âûäåëèâ ýòîò ãàç èç ìèíåðàëà
êëåâåèòà. Îòìåòèì, ÷òî â ñïåêòðå ñïîêîéíîãî Ñîëíöà (ò. å. â ñïåêòðå
ôîòîñôåðû) ëèíèè ãåëèÿ íå íàáëþäàþòñÿ, à íàéäåííàÿ Ï. Æàíñåíîì â
ñïåêòðå ïðîòóáåðàíöà ýìèññèîííàÿ ëèíèÿ, ïî-âèäèìîìó, ÿâëÿåòñÿ ëè -
íèåé He I l 587.6 íì, ñàìîé ñèëüíîé ëèíèåé ãåëèÿ â âèäèìîé îáëàñòè
ñïåêòðà ñîëíå÷íûõ ïðîòóáåðàíöåâ.
Ôîòîñôåðíûå ëèíèè ãåëèÿ ìîæíî íàáëþäàòü òîëüêî â ñïåêòðàõ
îò íî ñèòåëüíî ãîðÿ÷èõ Î-, Â- è ðàííèõ À-çâåçä. Ïåðâûå ñðàâíèòåëüíî
íàäåæíûå îöåíêè ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ äëÿ òàêèõ çâåçä áûëè ïîëó÷åíû
áîëåå 50 ëåò íàçàä. Íàïðèìåð, â 1949 ã. Àëëåð [15] ïîëó÷èë äëÿ òðåõ
ðàííèõ Â-çâåçä g Peg, i Her è d Cet ñîäåðæàíèå Íå/Í = 0.07, 0.05 è 0.04
ñîîòâåòñòâåííî. Â 1955 ã. Òðàâèíã [55] äëÿ Â0-çâåçäû t Sco íàøåë
Íå/Í = 0.17, à Õóíãåð [30] äëÿ À0-çâåçäû a Lyr ïîëó÷èë Íå/Í = 0.14.
Áûëè îïðåäåëåíû òàêæå ñîäåðæàíèÿ ðÿäà äðóãèõ ýëåìåíòîâ. Èç ýòèõ
ðàáîò ñëåäîâàë âàæíûé âûâîä, ïîëíîñòüþ ïîäòâåðæäåííûé âïîñëåä -
ñòâèè, à èìåííî: ãåëèé ïî ðàñïðîñòðàíåííîñòè â íîðìàëüíûõ çâåçäàõ
ÿâëÿåòñÿ âòîðûì ýëåìåíòîì ïîñëå âîäîðîäà, à âñå äðóãèå ýëåìåíòû
ïî êàçûâàþò ñîäåðæàíèÿ íà íåñêîëüêî ïîðÿäêîâ ìåíüøå, ÷åì âîäîðîä
è ãåëèé. Îòìåòèì, ÷òî ñîäåðæàíèå ãåëèÿ çäåñü è äàëåå äàåòñÿ â ñîâðå -
ìåííîé øêàëå, ãäå âåëè÷èíà Íå/Í îçíà÷àåò îòíîøåíèå ãåëèé/âîäîðîä
ïî ÷èñëó àòîìîâ.
Âîäîðîä è ãåëèé èãðàþò èñêëþ÷èòåëüíî âàæíóþ ðîëü â àñòðî ôè -
çèêå. Âî-ïåðâûõ, ýòè äâà ýëåìåíòà, ïåðâûå â ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå
ýëåìåíòîâ, ÿâëÿþòñÿ ñàìûìè ðàñïðîñòðàíåííûìè â íàáëþäàåìîé
Âñå ëåííîé. Èõ äîëÿ ïî ìàññå â çâåçäàõ è ãàçîâûõ òóìàííîñòÿõ ñîñòàâ -
ëÿåò 98 %, â òî âðåìÿ êàê íà äîëþ âñåõ îñòàëüíûõ, áîëåå òÿæåëûõ
ýëåìåíòîâ («ìåòàëëîâ») ïðèõîäèòñÿ íå áîëåå 2 %. Îòíîñèòåëüíîå ñî -
äåðæàíèå ãåëèÿ è âîäîðîäà, ò. å. îòíîøåíèå Íå/Í, ÿâëÿåòñÿ âàæíåé -
øèì ïàðàìåòðîì â ðàñ÷åòàõ ýâîëþöèè çâåçä. Âî-âòîðûõ, çíà÷èòåëüíàÿ
÷àñòü íàáëþäàåìîãî ãåëèÿ èìååò ðåëèêòîâîå ïðîèñõîæäåíèå; êàê è âî -
äîðîä, îíà îáðàçîâàëàñü â ðåçóëüòàòå Áîëüøîãî Âçðûâà. Ïîýòîìó
ýìïè ðè ÷åñêàÿ îöåíêà ïåðâè÷íîãî, äîãàëàêòè÷åñêîãî îòíîøåíèÿ Íå/Í
ÿâëÿåòñÿ âàæíåéøèì êðèòåðèåì ïðè ïðîâåðêå êîñìîëîãè÷åñêèõ ìî -
äåëåé.
Îòìåòèì, ÷òî çäåñü è äàëåå èìååòñÿ â âèäó èçîòîï ãåëèÿ 4Íå. Êîñ -
ìè÷åñêàÿ ðàñïðîñòðàíåííîñòü èçîòîïà 3Íå ïðèìåðíî íà ÷åòûðå ïîðÿä -
êà ìåíüøå, ïîýòîìó åãî âêëàä â âåëè÷èíó Íå/Í ïðåíåáðåæèìî ìàë.
ÏÅÐÂÈ×ÍÎÅ ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ ÃÅËÈß
Ðàññìîòðèì êðàòêî ñîâðåìåííûå äàííûå î ïåðâè÷íîì, èëè ðåëèêòî -
âîì ñîäåðæàíèè ãåëèÿ, òàê êàê â äàëüíåéøåì ýòà âåëè÷èíà áóäåò ñðàâ -
íèâàòüñÿ ñ ñîäåðæàíèåì ãåëèÿ â çâåçäíûõ àòìîñôåðàõ. Ðå÷ü èäåò î âå -
ëè÷èíå Yp, ïåðâè÷íîé äîëå ãåëèÿ ïî ìàññå. Ýìïèðè÷åñêèå äàííûå î Yp
ïîëó÷àþò îáû÷íî èç íàáëþäåíèé ýìèññèîííûõ ñïåêòðîâ ãàçîâûõ òó -
ìàí íîñòåé (îáëàñòåé H II), ðàñïîëîæåííûõ â áåäíûõ ìåòàëëàìè êàð -
ëè êîâûõ ãàëàêòèêàõ. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ òàêèõ ñèñòåì ïðîýâîëþöèî -
íèðîâàë î÷åíü ìàëî, ïîýòîìó îíè ïîêàçûâàþò íèçêîå ñîäåðæàíèå ãå -
ëèÿ è äðóãèõ ýëåìåíòîâ. Ñòðîèòñÿ çàâèñèìîñòü ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ îò
ñîäåðæàíèÿ ìåòàëëîâ, êîòîðàÿ çàòåì ëèíåéíî ýêñòðàïîëèðóåòñÿ äî íó -
ëåâîé ìåòàëëè÷íîñòè.  êà÷åñòâå èíäèêàòîðà ìåòàëëè÷íîñòè îáû÷íî
èñïîëüçóþò ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà èëè àçîòà.
 ðàñ÷åòàõ ýâîëþöèè çâåçä ïðèíÿòû ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: X —
äîëÿ âîäîðîäà ïî ìàññå, Y — äîëÿ ãåëèÿ ïî ìàññå, Z — äîëÿ ìåòàëëîâ
ïî ìàññå, ïðè ýòîì X + Y + Z = 1. Ïðè àíàëèçå çâåçäíûõ àòìîñôåð â
êà÷åñòâå ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ âìåñòî Y èñïîëüçóåòñÿ âåëè÷èíà Íå/Í (îò -
íîøåíèå ïî ÷èñëó àòîìîâ). Äëÿ ïåðåõîäà îò Y ê He/H íåòðóäíî ïîëó -
÷èòü ñëåäóþùåå ñîîòíîøåíèå:
He/H = 0.25Y/(1 – Y – Z).
 ÷àñòíîñòè, äëÿ ñëó÷àÿ íóëåâîé ìåòàëëè÷íîñòè (Z = 0) íàõîäèì
(He/H)p = 0.25 Yp/(1 – Yp).
 òàáë. 1 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû Yp ïðè -
ìåðíî çà 10-ëåòíèé ïåðèîä (â õðîíîëîãè÷åñêîì ïîðÿäêå), à òàêæå ñî -
îò âåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿ (He/H)p.  äâóõ ïîñëåäíèõ ñòðîêàõ ïðèâå -
äåíû äâà âàðèàíòà Yp, ïîëó÷åííûå Þ. È. Èçîòîâûì è äð. [34] â
çàâèñèìîñòè îò èñõîäíûõ ïðåäïîëîæåíèé. Áûëî îòìå÷åíî, ÷òî ïåðâîå
çíà÷åíèå Yp õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñî ñòàíäàðòíîé òåîðèåé Áîëüøîãî
Âçðûâà, â òî âðåìÿ êàê âòîðîå çíà÷åíèå âûøå òåîðåòè÷åñêîãî íà 2s.
34
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
Èç òàáë. 1 ñëåäóåò, ÷òî ïåðâè÷íîå (ðåëèêòîâîå) ñîäåðæàíèå ãåëèÿ
èç âåñòíî ñåé÷àñ ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ. Äëÿ äàëüíåéøåãî èñïîëüçî âà -
íèÿ ìîæíî ïðèíÿòü âåëè÷èíó (He/H)p = 0.082±0.002. Ïîä÷åðêíåì, ÷òî
äàííàÿ âåëè÷èíà ïîëó÷åíà ýìïèðè÷åñêè, íî íàõîäèòñÿ â ïðåêðàñíîì
ñîãëàñèè ñ êîñìîëîãè÷åñêîé îöåíêîé. Ýòîò ôóíäàìåíòàëüíûé ïàðà -
ìåòð èìååò âàæíåéøåå çíà÷åíèå äëÿ îáñóæäàåìîé ïðîáëåìû, òàê êàê
îí äàåò íèæíþþ ãðàíèöó Íå/Í äëÿ âåùåñòâà, èç êîòîðîãî îáðàçóþòñÿ
çâåçäû. Òåì ñàìûì îí ÿâëÿåòñÿ íà÷àëüíîé òî÷êîé îòñ÷åòà äëÿ âñåãî
íà áëþäàåìîãî ðàçíîîáðàçèÿ ñîäåðæàíèé ãåëèÿ â çâåçäàõ. Åñëè íàáëþ -
äàåìûå çíà÷åíèÿ Íå/Í ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò ýòîé ïåðâè÷íîé
âåëè÷èíû, èõ ïðèõîäèòñÿ êàê-òî îáúÿñíÿòü, íàïðèìåð ýâîëþöèåé
çâåçä.
ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ ÃÅËÈß Â ÍÎÐÌÀËÜÍÛÕ Â- è Î-ÇÂÅÇÄÀÕ
ÍÀ ÑÒÀÄÈÈ ÃËÀÂÍÎÉ ÏÎÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÍÎÑÒÈ
Îòêðûòèå ýâîëþöèîííîãî ïîâûøåíèÿ âåëè÷èíû Íå/Í.  íà÷àëå
1970-õ ãîäîâ óæå áûë íàêîïëåí äîâîëüíî áîëüøîé ìàòåðèàë î ñîäåð -
æàíèè ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ íîðìàëüíûõ Â-çâåçä ãëàâíîé ïîñëåäîâà -
òåëüíîñòè (ÃÏ). Ïî ðàçíûì äàííûì ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà Íå/Í äëÿ äîñòà -
òî÷íî áîëüøèõ ãðóïï òàêèõ çâåçä âàðüèðîâàëà ìåæäó 0.09 è 0.11 [46].
Ïðè ýòîì âûñêàçûâàëèñü ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî çíà÷åíèÿ Íå/Í äëÿ
Â-çâåçä ðàçíûõ ñêîïëåíèé ìîãóò áûòü ðàçíûìè [43, 48]. Â ñåðåäèíå
1970-õ ãã. íàìè áûëî èññëåäîâàíî ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ
áîëåå 100 ðàííèõ Â- è ïîçäíèõ Î-çâåçä, ïðèíàäëåæàùèõ ðÿäó ñêîï -
ëåíèé è ÎÂ-àññîöèàöèé ðàçíîãî âîçðàñòà. Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî èìååòñÿ
òåíäåíöèÿ ðîñòà Íå/Í ñ âîçðàñòîì t, à èìåííî: ñðåäíåå çíà÷åíèå Íå/Í
òåì âûøå, ÷åì ñòàðøå ñêîïëåíèå èëè àññîöèàöèÿ [4, 5]. Ïîçäíåå òàêàÿ
æå çàâèñèìîñòü áûëà ïîëó÷åíà óæå íå ïî ñðåäíèì, à ïî èíäèâèäó àëü -
íûì çíà÷åíèÿì Íå/Í è t äëÿ ðàííèõ Â-çâåçä ÃÏ, ïðè÷åì óâåëè÷åíèå
Íå/Í ñ âîçðàñòîì îêàçàëîñü íàèáîëåå çàìåòíûì äëÿ ñàìûõ ìàññèâíûõ
çâåçä [7]. Áûë ñäåëàí âûâîä, ÷òî ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ çâåçä
çàâèñèò íå ñòîëüêî îò èõ ïðèíàäëåæíîñòè ê òîìó èëè èíîìó ñêîïëå -
íèþ, ñêîëüêî îò ìàññû Ì è âîçðàñòà t. Àíàëîãè÷íàÿ êîððåëÿöèÿ ñ âîç -
35
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
Yp (He/H)p Ëèòåðàòóðíûé èñòî÷íèê, ãîä
0.243±0.003
0.245±0.004
0.241±0.002
0.249±0.003
0.242±0.002
0.244±0.004
0.248±0.003
0.2472±0.0012
0.2516±0.0011
0.080±0.002
0.081±0.002
0.079±0.001
0.083±0.001
0.080±0.001
0.081±0.002
0.082±0.001
0.0821±0.0005
0.0840±0.0005
[33], 1997
[31], 1998
[56], 2000
[17], 2000
[32], 2004
[2], 2005
[47], 2007
[34], 2007
[34], 2007
Òàáëèöà 1. Îöåíêè ïåðâè÷íîãî ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ
ðàñòîì áûëà îáíàðóæåíà â [6] åùå äëÿ îäíîãî ëåãêîãî ýëåìåíòà —
àçîòà. Îòìåòèì, ÷òî àíàëèç ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé He I â ðàáîòàõ [4, 5, 7]
è ëèíèé N II â ðàáîòå [6] áûë âûïîëíåí ñ ó÷åòîì îòêëîíåíèé îò ëî -
êàëüíîãî òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ (ËÒÐ).
Êàê èçâåñòíî, ãåëèé è àçîò ó÷àñòâóþò â CNO-öèêëå, çà ñ÷åò êî -
òîðîãî ñâåòÿò äîñòàòî÷íî ìàññèâíûå çâåçäû âî âðåìÿ ýâîëþöèîí íîé
ñòàäèè ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè (ÃÏ). Íàïîìíèì, ÷òî ÃÏ — ýòî
íà÷àëüíàÿ è ñàìàÿ ïðîäîëæèòåëüíàÿ ôàçà ýâîëþöèè çâåçäû, êîãäà â åå
ÿäðå â ðåàêöèÿõ CNO-öèêëà ãîðèò âîäîðîä. Ðàñ÷åòû ïîêàçûâàþò, ÷òî
ýòè ðåàêöèè ïðèâîäÿò ê ïîñòåïåííîìó óâåëè÷åíèþ ñîäåðæàíèé Íå è N
â íåäðàõ çâåçäû.  ðàáîòàõ [4—7] íàéäåííûå ýìïèðè÷åñêèå çàâèñè -
ìîñ òè ñîäåðæàíèé Íå è N îò âîçðàñòà áûëè èíòåðïðåòèðîâàíû êàê
âîçìîæíûé ðåçóëüòàò ïåðåìåøèâàíèÿ íà ñòàäèè ÃÏ, âñëåäñòâèå êî -
òîðîãî ïðîäóêòû CNO-öèêëà âûíîñÿòñÿ èç íåäð çâåçäû íà åå ïîâåðõ -
íîñòü. Òàêîå ïðåäïîëîæåíèå ÿâèëîñü ïîíà÷àëó ïîëíîé íåîæèäàí íî -
ñòüþ äëÿ òåîðèè. Îäíàêî ñî âðåìåíåì íàêàïëèâàëèñü âñå íîâûå äàí -
íûå, ïîäòâåðæäàþùèå ïåðåìåøèâàíèå íà ÃÏ [37, 40]. Â íàñòîÿùåå
âðåìÿ òåîðåòèêè âêëþ÷àþò ýòîò ýôôåêò â ðàñ÷åòû çâåçäíûõ ìîäåëåé,
ïðè÷åì ïðè÷èíîé ïåðåìåøèâàíèÿ ñ÷èòàåòñÿ âðàùåíèå çâåçä.
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî åñëè âíà÷àëå ïðîáëåìà ïåðåìåøèâàíèÿ
â çâåçäàõ ÃÏ êàçàëàñü õîòÿ è èíòåðåñíîé, íî âñå-òàêè ÷àñòíîé ïðî -
áëåìîé, òî òåïåðü îíà ïðèîáðåëà ôóíäàìåíòàëüíîå çíà÷åíèå. Ðàñ÷åòû
ïîêàçàëè, ÷òî ïåðåìåøèâàíèå â ôàçå ÃÏ âëèÿåò íà âñå ïîñëåäóþùèå
ñòàäèè ýâîëþöèè, âêëþ÷àÿ çàêëþ÷èòåëüíóþ ôàçó — âçðûâ Ñâåðõíî -
âîé II òèïà, à çíà÷èò, íà âûáðîñ ýëåìåíòîâ â îêðóæàþùóþ ìåæçâåçä -
íóþ ñðåäó. Ñëåäîâàòåëüíî, ýòîò ýôôåêò â êîíå÷íîì èòîãå ìîæåò âëè -
ÿòü íà õèìè÷åñêóþ ýâîëþöèþ Ãàëàêòèêè â öåëîì.
Çàâèñèìîñòü Íå/Í îò âîçðàñòà è ìàññû. Íàèáîëåå ïîëíûå
ñîâðåìåííûå äàííûå îá îáîãàùåíèè àòìîñôåð Â-çâåçä ÃÏ ãåëèåì ïî -
ëó÷åíû Ë. Ñ. Ëþáèìêîâûì, Ñ. È. Ðîñòîï÷èíûì è Ä. Ë. Ëàìáåðòîì â
ðàáîòå [39]. Èñïîëüçîâàëèñü ñïåêòðû âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ, ïîëó÷åí -
íûå â ÍÈÈ «ÊðÀλ è íà îáñåðâàòîðèè Ìàê Äîíàëüä Òåõàññêîãî óíè -
âåðñèòåòà [38]. Äëÿ 102 ðàííèõ è ñðåäíèõ Â-çâåçä ÃÏ èç íåËÒÐ- àíà -
ëèçà øåñòè ëèíèé He I áûëà îïðåäåëåíà âåëè÷èíà Íå/Í; ïî ýòèì æå
ëèíèÿì áûëà íàéäåíà ñêîðîñòü âðàùåíèÿ (òî÷íåå, ïðîåêöèÿ vsini ñêî -
ðîñòè âðàùåíèÿ íà ëó÷ çðåíèÿ). Äâå çâåçäû ïîêàçàëè àíîìàëüíî íèç -
êîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ è îêàçàëèñü õèìè÷åñêè ïåêóëÿðíûìè çâåçäàìè
òèïà “he lium-weak”. Îñòàëüíûå 100 çâåçä áûëè ðàçäåëåíû ïî ìàññàì
íà òðè ãðóïïû, è â êàæäîé ãðóïïå îòäåëüíî áûëà ïîñòðîåíà çàâè -
ñèìîñòü íàáëþäàåìîãî ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ Íå/Í îò îòíîñèòåëüíîãî
âîçðàñòà t/tMS (çäåñü t — âîçðàñò, tMS — âðåìÿ æèçíè çâåçäû äàííîé
ìàññû íà ÃÏ). Ïîñêîëüêó ðàññìàòðèâàþòñÿ çâåçäû íà ýâîëþöèîííîé
ñòàäèè ÃÏ, îíè ïðèíàäëåæàò êëàññàì ñâåòèìîñòè V, IV è III.
Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü Íå/Í îò t/tMS äëÿ ãðóïïû íàè -
ìåíåå ìàññèâíûõ çâåçä Ì = (4...7)Ì�. Âèäíî, ÷òî âåëè÷èíà Íå/Í
èìååò òåíäåíöèþ ïîâûøàòüñÿ ñ âîçðàñòîì.  ýòîì ñëó÷àå ïîâûøåíèå
36
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
Íå/Í ñðàâíèòåëüíî íåâåëèêî: êàê ïîêàçûâàåò ïðÿìàÿ íà ðèñ. 1, ïðîâå -
äåííàÿ ìåòîäîì íàèìåíüøèõ êâàäðàòîâ, â ñðåäíåì çà âðåìÿ æèçíè íà
ÃÏ ñîäåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í âîçðàñòàåò íà 28 %. Ðàçáðîñ òî÷åê îêîëî
ïðÿìîé îáóñëîâëåí îøèáêàìè èçìåðåíèÿ ýêâèâàëåíòíûõ øèðèí ëè -
íèé He I, è â ìåíüøåé ñòåïåíè — íåòî÷íîñòÿìè îïðåäåëåíèÿ ýôôåê -
òèâ íîé òåìïåðàòóðû Týô è óñêîðåíèÿ ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ lgg.
Î÷åíü áëèçêàÿ çàâèñèìîñòü Íå/Í îò t/tMS áûëà ïîëó÷åíà â ðàáîòå
[39] äëÿ çâåçä ñ ïðîìåæóòî÷íûìè ìàññàìè Ì = (7...11)Ì�; çäåñü óâå -
ëè÷åíèå Íå/Í â òå÷åíèå ôàçû ÃÏ ñîñòàâèëî îêîëî 25 %. Ñëåäóåò îò -
ìåòèòü, ÷òî â ðàáîòå [29] äëÿ Â-çâåçä ñ ìàññàìè Ì = (8.5...16)Ì� ïîëó -
÷åíà áëèçêàÿ îöåíêà 23 %, õîòÿ íåìíîãî ðàíåå äëÿ íèõ ïðèâîäèëàñü
äðóãàÿ îöåíêà — 70 % [28].
Íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü Íå/Í îò t/tMS äëÿ ãðóïïû ñà -
ìûõ ìàññèâíûõ Â-çâåçä ñ ìàññàìè ïðèìåðíî (12...19)Ì� [39]. Çäåñü
ïîâûøåíèå Íå/Í â òå÷åíèå ñòàäèè ÃÏ ãîðàçäî áîëüøå, â ñðåäíåì áî -
ëåå ÷åì â 2.2 ðàçà. Ïðè ýòîì íàáëþäàåòñÿ çíà÷èòåëüíûé ðàçáðîñ â
Íå/Í âáëèçè êîíöà ñòàäèè ÃÏ. Îñîáåííî âûñîêîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ
(Íå/Í = 0.27 è 0.24) ïîêàçàëè äâà ãèãàíòà, HR 7446 è 7993. Âåðîÿòíàÿ
ïðè÷èíà áîëüøèõ çíà÷åíèé Íå/Í ñâÿçàíà ñ èõ îñîáåííî âûñîêèìè
ñêîðîñòÿìè âðàùåíèÿ (ñì. íèæå).
37
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü ñîäåðæàíèÿ
ãåëèÿ îò îòíîñèòåëüíîãî âîçðàñòà
äëÿ ãðóïïû çâåçä ñ ìàññàìè Ì =
= (4...7)�
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ îò
îòíîñèòåëüíîãî âîçðàñòà äëÿ ãðóïïû çâåçä
ñ ìàññàìè Ì = (12...19)Ì�
Ñîãëàñíî ðàñ÷åòàì ìîäåëåé çâåçä ñ ïåðåìåøèâàíèåì [25, 41] èç -
ìå íåíèÿ â àòìîñôåðíîì ñîäåðæàíèè ãåëèÿ ê êîíöó ñòàäèè ÃÏ ìîãóò
ñèëüíî çàâèñåòü îò ìàññû Ì è ñêîðîñòè âðàùåíèÿ çâåçäû. Íà ðèñ. 3
ïðåä ñòàâëåíà çàâèñèìîñòü Íå/Í îò ìàññû Ì äëÿ çâåçä ñ îòíîñè òåëü -
íûì âîçðàñòîì t/tMS îò 0.7 äî 1.0, ò. å. áëèçêèõ ê çàâåðøåíèþ ñòàäèè
ÃÏ. Ðàçìåð êðóæêîâ ïðîïîðöèîíàëåí âåëè÷èíå vsini, ïðîåêöèè ñêî -
ðîñ òè âðàùåíèÿ íà ëó÷ çðåíèÿ. Âèäèì, ÷òî âñå ýòè çâåçäû ïîêàçûâàþò
èçáûòîê ãåëèÿ ïî îòíîøåíèþ ê íà÷àëüíîìó ñîäåðæàíèþ Íå/Í = 0.098,
îäíàêî ïðè ýòîì ðàçáðîñ â çíà÷åíèÿõ Íå/Í äëÿ ìàññèâíûõ çâåçä ñ
Ì > 14Ì� ñóùåñòâåííî áîëüøå, ÷åì äëÿ ìåíåå ìàññèâíûõ çâåçä ñ
Ì < 11Ì�. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî â ñîîòâåòñòâèè ñ òåîðèåé äëÿ
áîëåå ìàññèâíûõ çâåçä ðàçëè÷èå ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ v sin i âëèÿåò íà
Íå/Í ãîðàçäî ñèëüíåå.
Îñîáåííî âûñîêîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í íà ðèñ. 2 è 3 ïîêàçàëè
ãèãàíòû HR 7446 è 7993. Ýòè äâå çâåçäû âáëèçè êîíöà ñòàäèè ÃÏ
èìåþò äîñòàòî÷íî áîëüøèå ìàññû Ì è âûñîêèå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ
(vsini = 270 è 224 êì/ñ [39]). Íàïðîòèâ, çâåçäû ñ ìàëûìè çíà÷åíèÿìè Ì
è v sini ïîêàçûâàþò íåçíà÷èòåëüíîå ïîâûøåíèå Íå/Í â êîíöå ÃÏ. Òà -
êèì îáðàçîì, èìååòñÿ êà÷åñòâåííîå ñîãëàñèå ñ òåîðèåé. Åñëè æå ãîâî -
ðèòü î êîëè÷åñòâåííûõ îöåíêàõ, ñðàâíåíèå ñ ðàñ÷åòàìè [25] ïîêàçàëî,
÷òî íàéäåííîå íàìè îáîãàùåíèå àòìîñôåð Â-çâåçä ãåëèåì â òå÷åíèå
ôàçû ÃÏ ìîæíî îáúÿñíèòü âðàùåíèåì ñ ýêâàòîðèàëüíîé ñêîðîñòüþ
v = 250...400 êì/ñ.
Íà ðèñ. 4 ìû ñðàâíèâàåì ïîëó÷åííûå íàìè çíà÷åíèÿ Íå/Í äëÿ
ãðóïïû íàèáîëåå ìàññèâíûõ Â-çâåçä (Ì = (12...19)Ì�) ñ äàííûìè,
ïîëó÷åííûìè â ðàáîòàõ [26] (ðèñ. 4, à) è [51] (ðèñ. 4, á) äëÿ ïîçäíèõ
Î-çâåçä ÃÏ, èìåþùèõ ìàññû Ì = (20...40)Ì�. Âèäíî, ÷òî, ñ îäíîé
ñòîðîíû, â òå÷åíèå ïåðâîé ïîëîâèíû æèçíè íà ÃÏ (0 £ t/tMS < 0.5) Î- è
Â-çâåçäû ïîêàçûâàþò íèçêîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ, áëèçêîå ê èñõîäíîìó
38
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ
îò ìàññû Ì äëÿ çâåçä ñ îòíîñèòåëüíûì
âîçðàñòîì t/tMS îò 0.7 äî 1.0, ò. å. áëèç êèõ
ê çàâåðøåíèþ ñòàäèè ÃÏ. Øòðèõî âàÿ
ïðÿìàÿ ñîîòâåòñòâóåò íà÷àëüíîìó
ñîäåðæàíèþ ãåëèÿ Íå/Í = 0.098
çíà÷åíèþ Íå/Í = 0.10. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, äëÿ ïðîýâîëþöèîíèðîâàâ -
øèõ çâåçä (0.6 £ t/tMS £ 1.0) íàáëþäàåòñÿ áîëüøîé ðàçáðîñ ñîäåðæàíèé
ãåëèÿ ñ ÿâíûì ïðåîáëàäàíèåì ïîâû øåí íûõ çíà÷åíèé Íå/Í. Îñîáåííî
âûñîêîå ñîäåðæàíèå, âïëîòü äî çíà÷åíèé Íå/Í = 0.2...0.3, ïîêàçûâàþò
çâåçäû ñ áûñòðûì âðàùåíèåì (vsini = 200...400 êì/ñ).
Èòàê, ýìïèðè÷åñêèå äàííûå ïîêàçûâàþò, ÷òî â àòìîñôåðàõ äîñòà -
òî÷ íî ìàññèâíûõ çâåçä ñ ìàññàìè Ì = (4...40)Ì� â òå÷åíèå ñòàäèè ÃÏ
ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ Íå/Í.  ñîîòâåòñòâèè ñ òåî -
ðèåé îáîãàùåíèå ãåëèåì òåì ñèëüíåå, ÷åì áîëüøå ìàññà è ñêîðîñòü
âðàùåíèÿ.
Ñîäåðæàíèå ãåëèÿ, òèïè÷íîå äëÿ ìîëîäûõ çâåçä è ãàçîâûõ òó -
ìàí íîñòåé â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà. Ðàññìîòðåííûå ðåçóëüòàòû èìå -
þò ïðÿìîå îòíîøåíèå ê îäíîé âàæíîé ñòàðîé ïðîáëåìå, à èìåííî: êà -
êîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í ìîæíî ñ÷èòàòü òèïè÷íûì äëÿ ìîëîäûõ
ãîðÿ÷èõ çâåçä â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà? Òåïåðü, êîãäà îáíàðóæåíî èçìå -
íå íèå Íå/Í ñ âîçðàñòîì, âîïðîñ ñëåäóåò ñòàâèòü íåìíîãî ïî-äðóãîìó:
êàêîâî èñõîäíîå ñîäåðæàíèå Íå/Í ó òàêèõ çâåçä â íà÷àëå èõ ýâîëþöèè
íà ÃÏ? Ýòà âåëè÷èíà îöåíèâàëàñü â ðàáîòå [39] ðàçíûìè ñïîñîáàìè; â
èòîãå ìîæåò áûòü ïðèíÿòî çíà÷åíèå Íå/Í = 0.098±0.003, êîòîðîå ñëå -
äóåò ðàññìàòðèâàòü êàê ñðåäíåå èñõîäíîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â àòìî -
ñôåðàõ Â-çâåçä â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà (èõ ðàññòîÿíèÿ d < 800 ïê). ßñíî,
÷òî îäíîâðåìåííî ýòî åñòü èñõîäíîå çíà÷åíèå Íå/Í âî âñåé çâåçäå ïå -
ðåä íà÷àëîì òåðìîÿäåðíûõ ðåàêöèé â åå ÿäðå (ñ èõ íà÷àëîì íà÷èíà -
åòñÿ óâåëè÷åíèå Íå/Í â ÿäðå çà ñ÷åò ïåðåðàáîòêè âîäîðîäà â ãåëèé).
Íåäàâíî â ðàáîòå [50], ïîñâÿùåííîé ïðîáëåìå õèìè÷åñêîãî ñîñòà -
âà ìîëîäûõ çâåçä è ãàçîâûõ òóìàííîñòåé â ñîëíå÷íîé îêðåñòíîñòè,
áû ëî ïîëó÷åíî, ÷òî ñðåäíåå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ øåñòè
39
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü Íå/Í îò âîçðàñòà äëÿ ìàññèâíûõ Â-çâåçä ñ Ì = (12...19)Ì� (êðóæêè), à
òàêæå ïîçäíèõ Î-çâåçä (òðåóãîëüíèêè): à — ïî äàííûì ðàáîòû [26], á — ïî äàííûì ðàáîòû
[51]. Òåìíûå çíà÷êè ñîîò âåò ñòâó þò çâåçäàì ñ vsini = 200...400 êì/ñ, à ñâåòëûå — çâåçäàì ñ
vsini = 20...140 êì/ñ
ðàí íèõ Â-çâåçä ðàâíî 0.096±0.004, à äëÿ ÷åòûðåõ çâåçä, áëèçêèõ ê íà -
÷àëó ÃÏ, ïîëó÷åíî ñîäåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í = 0.098, êîòîðîå â òî÷ íîñ òè
ñîâïàäàåò ñ íàøèì çíà÷åíèåì, ïðèâåäåííûì âûøå. Ïðèìå÷à òåëü íî,
÷òî ïðàêòè÷åñêè òàêèå æå îöåíêè Íå/Í ïîëó÷àþòñÿ äëÿ ãàçî âûõ
òóìàííîñòåé (çîí H II) â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà.  ÷àñòíîñòè, äëÿ òó -
ìàííîñòè Îðèîíà íàéäåíî Íå/Í = 0.097±0.001 [21].
Òàêèì îáðàçîì, âïîëíå óâåðåííî ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ìîëîäûå
çâåçäû â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà ïðè ñâîåì ôîðìèðîâàíèè èç ìåæçâåçä -
íîãî ãàçà èìåëè ñîäåðæàíèå ãåëèÿ, î÷åíü áëèçêîå ê Íå/Í = 0.098. Ýòà
âåëè÷èíà íà 20 % áîëüøå, ÷åì óêàçàííîå âûøå ïåðâè÷íîå (ðåëèêòî -
âîå) ñîäåðæàíèå ãåëèÿ (He/H)p = 0.082. Ìû âèäåëè, ÷òî îøèáêà îïðå -
äå ëå íèÿ îáåèõ âåëè÷èí ìàëà, òàê ÷òî ðàçíèöà îêîëî 20 % îöåíèâàåòñÿ
äîñòàòî÷íî óâåðåííî.
Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî äîïîëíèòåëüíûé ãåëèé áûë ñèíòåçèðîâàí â
ìàññèâíûõ çâåçäàõ, êîòîðûå â êîíöå ñâîåé ýâîëþöèè âçðûâàëèñü êàê
Ñâåðõíîâûå II òèïà è âûáðàñûâàëè ãåëèé è äðóãèå ïðîäóêòû
âçðûâíîãî íóêëåîñèíòåçà â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî. Íàïðèìåð,
ñîãëàñíî ðàñ÷åòàì [44] âûáðîñ ãåëèÿ ïðè âçðûâå çâåçäû ñ íà÷àëüíîé
ìàññîé M = 20Ì� ñîñòàâëÿåò îêîëî (6...7)Ì� (êðîìå Ì, ýòà âåëè÷èíà
çàâèñèò åùå îò ñîäåðæàíèÿ ìåòàëëîâ Z). Òàêèì îáðàçîì, ìåæçâåçäíàÿ
ñðåäà ïîñòîÿííî îáîãàùàëàñü ãåëèåì, ÷òî ïðèâîäèëî ê ïîñòåïåííîìó
óâåëè÷åíèþ èñõîäíîãî ñîäåðæàíèÿ Íå/Í âî âíîâü ðîæäàþùèõñÿ
çâåçäàõ.
ÇÂÅÇÄÛ Â ÒÅÑÍÛÕ ÄÂÎÉÍÛÕ ÑÈÑÒÅÌÀÕ
 Êðûìñêîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè áûëî èññëåäîâàíî íåñ -
êîëüêî òåñíûõ äâîéíûõ ñèñòåì, ñîñòîÿùèõ èç Â-çâåçä ÃÏ. Äëÿ èõ êîì -
ïî íåíòîâ áûëî îïðåäåëåíî ñîäåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í è ïîñòðîåíà çàâè -
ñèìîñòü Íå/Í îò îòíîñèòåëüíîãî âîçðàñòà t/tMS [11, 37]. Íà ðèñ. 5 ïðè -
âåäåíà òàêàÿ çàâèñèìîñòü äëÿ êîìïîíåíòîâ ïÿòè äâîéíûõ Â-çâåçä
(òî÷êè). Êðîìå òîãî, çäåñü ïðåäñòàâëåíû òàêæå çíà÷åíèÿ Íå/Í äëÿ
êîì ïîíåíòîâ äâóõ äâîéíûõ Î-çâåçä, âçÿòûå èç ðàáîò [53, 54] (êðóæêè).
Ñ îäíîé ñòîðîíû, êàê è ó îäèíî÷íûõ ìàññèâíûõ Â-çâåçä (ðèñ. 4), ó
ýòèõ çâåçä ïðè t/tMS < 0.5 ñîõðàíÿåòñÿ íèçêîå (èñõîäíîå) ñîäåðæàíèå
ãåëèÿ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, â îòëè÷èå îò îäèíî÷íûõ çâåçä, ïðè t/tMS > 0.6
âñå êîìïîíåíòû äâîéíûõ ñèñòåì ïîêàçûâàþò ïîâûøåííîå ñîäåðæà -
íèå ãåëèÿ (êàê è íà ðèñ. 2, âåëè÷èíà Íå/Í ïîâûøàåòñÿ ïðèìåðíî â äâà
ðàçà). Îòìåòèì, ÷òî íà ðèñ. 5 ïðåäñòàâëåíû òåñíûå äâîéíûå ñèñòåìû ñ
îðáèòàëüíûìè ïåðèîäàìè îò 2 äî 14 ñóò, åùå íå äîñòèãøèå ôàçû îá -
ìåíà ìàññîé ìåæäó êîìïîíåíòàìè (çà âîçìîæíûì èñêëþ÷åíèåì ëèøü
äâîéíîé Î-çâåçäû DH Cep [37]).
Åñòåñòâåííî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïîâûøåíèå âåëè÷èíû Íå/Í ñ âîç -
ðàñ òîì ó êîìïîíåíòîâ äâîéíûõ ñèñòåì, êàê è â ñëó÷àå îäèíî÷íûõ
Â-çâåçä, îáúÿñíÿåòñÿ ïåðåìåøèâàíèåì íà ñòàäèè ÃÏ âñëåäñòâèå âðà -
ùå íèÿ. Îäíàêî ñîâðåìåííûå òåîðåòè÷åñêèå ìîäåëè ìàññèâíûõ çâåçä ñ
40
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
ïåðåìåøèâàíèåì ïðåäñêàçûâàþò ìîíîòîííîå óâåëè÷åíèå Íå/Í ñ âîç -
ðàñòîì. Îíè íå ìîãóò îáúÿñíèòü íàéäåííîå íàìè ñêà÷êîîáðàçíîå èç -
ìå íå íèå Íå/Í, ò. å. ñîõðàíåíèå èñõîäíîãî çíà÷åíèÿ Íå/Í â òå÷åíèå
ïåðâîé ïîëîâèíû æèçíè íà ÃÏ è äàëüíåéøèé áûñòðûé åãî ïîäúåì, êàê
íà ðèñ. 5. Âîçìîæíî, ÷òî äëÿ îáúÿñíåíèÿ òàêîé çàâèñèìîñòè Íå/Í îò
t/tMS íåîáõîäèìî ó÷åñòü âëèÿíèå âòîðîãî êîìïîíåíòà â òåñíîé äâîé -
íîé ñèñòåìå.
 äâîéíûõ ñèñòåìàõ, ãäå óæå ñîñòîÿëñÿ èëè ïðîèñõîäèò îáìåí
ìàñ ñîé ìåæäó êîìïîíåíòàìè, ìîãóò íàáëþäàòüñÿ áîëüøèå àíîìàëèè
â ñîäåðæàíèè ãåëèÿ. Ïðèìåðîì ìîæåò ñëóæèòü õîðîøî èçâåñòíàÿ
äâîé íàÿ çâåçäà b Lyr. Åå îðáèòàëüíûé ïåðèîä ñîñòàâëÿåò 2.9 ñóò, è îí
ïîñòîÿííî óâåëè÷èâàåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ 19 ñ/ãîä. Åùå â 1959 ã.
À. À. Áîÿð÷óê [1] îáíàðóæèë ñèëüíûé èçáûòîê ãåëèÿ ó ÿðêîãî êîìïî -
íåíòà b Lyr, è âïîñëåäñòâèè ýòîò ðåçóëüòàò áûë ïîäòâåðæäåí. Äëÿ
ýòîãî êîìïîíåíòà áûëè íàéäåíû ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû: ýôôåêòèâíàÿ
òåìïåðàòóðà Týô = 12000...13000 K, óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ â
àòìîñôåðå lgg = 2.5 è ñîäåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í = 1.5 [3, 16]. Òàêèì
îáðàçîì, âåëè÷èíà Íå/Í îêàçàëàñü çäåñü â 15 ðàç áîëüøå íîðìàëüíîãî
çíà÷åíèÿ. Ñîãëàñíî ðàáîòå [16] íàðÿäó ñ áîëüøèì èçáûòêîì ãåëèÿ â
àòìîñôåðå çâåçäû íàáëþäàåòñÿ òàêæå ñèëüíûé èçáûòîê àçîòà (â 20
ðàç), â òî âðåìÿ êàê ñîäåðæàíèå óãëåðîäà è êèñëîðîäà îêàçàëîñü ïîíè -
æåí íûì. Áûë ñäåëàí âûâîä, ÷òî ÿðêèé êîìïîíåíò b Lyr ïîêàçûâàåò
òàêèå àíîìàëèè õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, êîòîðûå õàðàêòåðíû äëÿ âå -
ùåñòâà, ïåðåðàáîòàííîãî â CNO-öèêëå. Àâòîðû [16] ïðåäïîëîæèëè,
÷òî ïåðâîíà÷àëüíî ìàññà ÿðêîãî êîìïîíåíòà ñîñòàâëÿëà 12Ì�, íî çà -
òåì â ðåçóëüòàòå èíòåíñèâíîé ïîòåðè âåùåñòâà îí ëèøèëñÿ áîëüøåé
÷àñòè ýòîé ìàññû, è ñåé÷àñ ìû íàáëþäàåì îñòàâøååñÿ ÿäðî ñ ìàññîé
îêîëî 2. Ðàñ÷åòû õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà òàêîãî îñòàòêà, êàê îêàçàëîñü,
õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñ íàáëþäàåìûìè ñîäåðæàíèÿìè Íå, Ñ, N è Î.
Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì çâåçäà b Lyr ÿâëÿåòñÿ çà -
òìåííîé äâîéíîé â ñòàäèè îáìåíà ìàññîé ìåæäó êîìïîíåíòàìè [24].
Áîëåå ÿðêèé êîìïîíåíò, îáúåêò êëàññà Â6-8 II, èìååò ìàññó îêîëî
3Ì�, çàïîëíÿåò ñâîþ ïîëîñòü Ðîøà è òåðÿåò âåùåñòâî ñî ñêîðîñòüþ
41
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü Íå/Í îò îòíîñèòåëü -
íîãî âîçðàñòà äëÿ êîìïîíåíòîâ äâîéíûõ
Â-çâåçä (òî÷êè) è Î-çâåçä (êðóæêè)
2×10-5 Ì�/ãîä. Âòîðîé êîìïîíåíò, íà êîòîðûé ïåðåòåêàåò âåùåñòâî,
ÿâëÿåòñÿ ðàííåé Â-çâåçäîé ñ ìàññîé îêîëî 13. Îí ïîëíîñòüþ ïîãðóæåí
â àêêðåöèîííûé äèñê, êîòîðûé ýêðàíèðóåò è ðàññåèâàåò èçëó÷åíèå
çâåçäû. Áëàãîäàðÿ ýòîìó âòîðîé êîìïîíåíò âûãëÿäèò ìåíåå ÿðêèì â
âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà, ÷åì ïåðâûé êîìïîíåíò. Òàêèì îáðàçîì,
áîëüøîé èçáûòîê ãåëèÿ, îáíàðóæåííûé ó b Lyr, ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç
ïðîÿâëåíèé íåîáû÷íîé ïðèðîäû ýòîé çâåçäû.
ÃÅËÈÉ Â ÃÎÐß×ÈÕ ÑÂÅÐÕÃÈÃÀÍÒÀÕ
Ïåðåõîäÿ îò ãîðÿ÷èõ çâåçä íà ñòàäèè ÃÏ ê ñâåðõãèãàíòàì, ñëåäóåò
îòìåòèòü ðàáîòó [49], ãäå äëÿ ÷åòûðåõ ñâåðõãèãàíòîâ êëàññîâ îò Â8 äî
À2 ïîêàçàíî, ÷òî ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â èõ àòìîñôåðàõ çàìåòíî ïîâûøå -
íî [49]. Âåëè ÷è íà Íå/Í èçìåíÿåòñÿ îò 0.12 äî 0.15, ñîñòàâëÿÿ â ñðåä -
íåì 0.14. Ýòî çíà÷åíèå ñóùåñòâåííî áîëüøå, ÷åì ðåëèêòîâîå ñîäåðæà -
íèå (He/H)p = 0.082 èëè ñîäåðæàíèå Íå/Í = 0.098, õàðàêòåðíîå äëÿ
ìîëîäûõ Â-çâåçä ÃÏ â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà. Ñîãëàñíî [49] ìàññû ýòèõ
ñâåðõ ãèãàíòîâ â íà÷àëå ñòàäèè ÃÏ ñîñòàâëÿëè îò 10 äî 30Ì� (â ïðî -
öåññå ýâîëþöèè íåêîòîðàÿ ÷àñòü ìàññû áûëà óòåðÿíà âñëåäñòâèå èñ -
òå÷å íèÿ). Íåêîòîðûå èç òàêèõ çâåçä ìîãëè óæå ïîáûâàòü â ôàçå êðàñ -
íîãî ñâåðõãèãàíòà, êîãäà â ÿäðå íà÷èíàåòñÿ ãîðåíèå ãåëèÿ, è ñíîâà âåð -
íóòüñÿ â ôàçó ïîçäíåãî Â- èëè ðàííåãî À-ñâåðõãèãàíòà (ñì. ïðèìåð
çâåç äû 10Ì� â ðàáîòå [10]).  ýòîì ñëó÷àå îíè ïðîøëè ÷åðåç ïåðå -
ìåøèâàíèå äâàæäû, ñíà÷àëà íà ñòàäèè ÃÏ, à çàòåì — íà ñòàäèè êðàñ -
íîãî ñâåðõãèãàíòà (òàê íàçûâàåìûé “first dredge-up”). Êàê ïîêàçûâàþò
ìîäåëüíûå ðàñ÷åòû [25], ó çâåçäû ñ íà÷àëüíîé ìàññîé 15Ì� è íà÷àëü -
íîé ñêîðîñòüþ âðàùåíèÿ íà ýêâàòîðå v = 320 êì/ñ ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â
àòìîñôåðå â òå÷åíèå ñòàäèè ÃÏ óâåëè÷èòñÿ îò íîðìàëüíîãî çíà÷åíèÿ
0.10 äî ïîâûøåííîãî 0.13, à ê êîíöó ôàçû “first dredge-up” — äî çíà÷å -
íèÿ 0.15. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî îáîãàùåíèå ãåëèåì ñèëüíî çàâèñèò îò ìàññû
çâåçäû è åå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ïîëó÷åííûå â ðà -
áîòå [49] çíà÷åíèÿ Íå/Í äëÿ ÷åòûðåõ ñâåðõãèãàíòîâ À2 — Â8 âïîëíå
ñîãëàñóþòñÿ ñ ïðåäñêàçàíèÿìè òåîðèè.
Ïðè èññëåäîâàíèè î÷åíü ãîðÿ÷èõ ñâåðõãèãàíòîâ êëàññà Î íåîáõî -
äèìî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå ñôåðè÷íîñòü àòìîñôåðû è èñòå÷åíèå
âåùåñòâà (çâåçäíûé âåòåð). Îáà ýòè ýôôåêòà áûëè ó÷òåíû â ìîäåëÿõ
àòìîñôåð ñåìè Î-çâåçä, èññëåäîâàííûõ â ðàáîòå [27]. ×åòûðå èç íèõ
ÿâëÿþòñÿ ñâåðõãèãàíòàìè êëàññîâ îò Î3 äî Î6 (èõ ýôôåêòèâíûå
òåìïåðàòóðû Týô âàðüèðóþòñÿ îò 50000 äî 37000 Ê). Âåëè÷èíà Íå/Í ó
ýòèõ ñâåðõãèãàíòîâ èçìåíÿåòñÿ îò 0.18 äî 0.33, ñîñòàâëÿÿ â ñðåäíåì
Íå/Í = 0.24. Ïðè ýòîì èõ íà÷àëüíûå ìàññû ìîãóò çíà÷èòåëüíî ïðåâû -
øàòü 40Ì�. Âèäèì, ÷òî ó ýòèõ ìàññèâíûõ çâåçä îáîãàùåíèå àòìîñôåð
ãåëèåì îêàçàëîñü áîëåå ñóùåñòâåííûì, ÷åì ó ðàññìîòðåí íûõ âûøå
ñâåðõãèãàíòîâ À2 — Â8 ñ íà÷àëüíûìè ìàññàìè Ì = (10...30)Ì�.
Èç ðèñ. 2 âèäíî, ÷òî ó íåêîòîðûõ ðàííèõ Â-çâåçä ñ áûñòðûì âðà -
ùåíèåì óæå ê êîíöó ñòàäèè ÃÏ ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â àòìîñôåðå ìîæåò
42
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
âîçðàñòè äî âåëè÷èíû Íå/Í = 0.25. Ýòî âïîëíå ñîïîñòàâèìî ñ ïðèâå -
äåííûìè âûøå îöåíêàìè Íå/Í äëÿ Î-ñâåðõãèãàíòîâ. Êàê ïîêàçûâàþò
ðàñ÷åòû [25], òàêèå çíà÷åíèÿ Íå/Í äîñòèãàþòñÿ â ðåçóëüòàòå ïåðå -
ìåøèâàíèÿ íà ÃÏ äàæå áåç ïîñëåäóþùåãî ïðîõîæäåíèÿ ôàçû “first
dredge-up”.
Èòàê, íàèáîëåå óâåðåííûå ñîâðåìåííûå îöåíêè Íå/Í äëÿ Â- è
Î-ñâåðõãèãàíòîâ ïîêàçàëè, ÷òî 1) ó âñåõ ýòèõ çâåçä ñîäåðæàíèå ãåëèÿ â
àòìîñôåðå ÿâëÿåòñÿ ïîâûøåííûì è 2) íàáëþäàåìîå îáîãàùåíèå ãåëè -
åì âïîëíå ñîãëàñóåòñÿ ñ ðàñ÷åòàìè ìîäåëåé çâåçä ñîîòâåòñòâóþùèõ
ìàññ, â êîòîðûõ ó÷òåíî ïåðåìåøèâàíèå íà ñòàäèè ÃÏ, èíäóöèðîâàí -
íîå âðàùåíèåì.
ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈ ÏÅÊÓËßÐÍÛÅ ÇÂÅÇÄÛ Ñ ÀÍÎÌÀËÈßÌÈ ÃÅËÈß
Ñðåäè çâåçä êëàññà  ðàçëè÷àþò äâà òèïà îáúåêòîâ ñ àíîìàëüíûìè
ëèíèÿìè ãåëèÿ â ñïåêòðàõ. Äëÿ îäíîãî èç íèõ õàðàêòåðíû çàìåòíî
îñëàáëåííûå ëèíèè He I, ýòî çâåçäû òèïà “he lium-weak” èëè He-w. Äëÿ
äðóãîãî îòëè÷èòåëüíûì ïðèçíàêîì ÿâëÿþòñÿ óñèëåííûå ëèíèè He I,
ýòî çâåçäû òèïà “he lium-strong” èëè He-s (äðóãîå íàçâàíèå — “he -
lium-rich”). Íåîáû÷íûå ëèíèè He I ÿâëÿþòñÿ ñëåäñòâèåì àíîìàëüíîãî
ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ ýòèõ çâåçä. Íàðÿäó ñ ãåëèåì, è äðóãèå
ýëåìåíòû ó îáúåêòîâ òèïà He-w è He-s ïîêàçûâàþò àíîìàëüíîå ñî -
äåðæàíèå, òàê ÷òî çâåçäû He-w è He-s îòíîñÿòñÿ ê õèìè÷åñêè ïåêó ëÿð -
íûì çâåçäàì (ÑÐ-çâåçäàì).
 êëàññå  ê ÑÐ-çâåçäàì îòíîñÿò òàêæå çâåçäû òèïà HgMn, à â
êëàññå À — ìàãíèòíûå Àð-çâåçäû è «ìåòàëëè÷åñêèå» Am-çâåçäû. Âñå
îíè îòëè÷àþòñÿ öåëûì ðÿäîì õèìè÷åñêèõ àíîìàëèé, â òîì ÷èñëå ïî -
íèæåííûì ñîäåðæàíèåì ãåëèÿ. Äåòàëüíîå îïèñàíèå ñâîéñòâ îáúåêòîâ
òèïà He-s, He-w, HgMn, Ap è Am ìîæíî íàéòè â ðàáîòå [8]. Çäåñü îñòà -
íî âèìñÿ ëèøü íà õàðàêòåðíûõ çíà÷åíèÿõ ýôôåêòèâíîé òåìïåðàòóðû
Týô è ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ Íå/Í (òàáë. 2).
Èíòåðåñíî, ÷òî âñå ïåðå÷èñëåííûå òèïû ÑÐ-çâåçä ïî âñåì ïðèç -
íàêàì, êðîìå õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, ïðèíàäëåæàò ñòàäèè ÃÏ.  ÷àñò -
íîñòè, êàê âèäíî èç òàáë. 2, â îáëàñòè òåìïåðàòóð Týô ìåæäó 17000 è
25000 Ê íà ñòàäèè ÃÏ íàáëþäàþòñÿ îäíîâðåìåííî çâåçäû òðåõ ðàç -
ëè÷ íûõ òèïîâ: He-s, He-w è íîðìàëüíûå Â-çâåçäû. Ýòîò èíòåðåñíûé
ôåíîìåí äî ñèõ ïîð íå ïîëó÷èë îäíîçíà÷íîãî îáúÿñíåíèÿ.
43
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
Òèï çâåçä Týô, Ê Íå/Í
He-strong
He-weak
HgMn
Am
Ìàãíèòíûå Àð
17000—32000
13000—25000
10000—14000
7300—10000
7500—11000
0.3—10
0.05—0.005
0.05—0.005
0.03—0.006
< 0.05
Òàáëèöà 2. Îáëàñòè çíà÷åíèé Týô è Íå/Í, õàðàêòåðíûå äëÿ ïÿòè òèïîâ ÑÐ-çâåçä
 ñïåêòðàõ ðÿäà ÑÐ-çâåçä òèïîâ He-s, He-w è Ap ëèíèè íåêîòîðûõ
ýëåìåíòîâ ïîêàçàëè ðåãóëÿðíóþ ïåðåìåííîñòü, îòêóäà áûë ñäåëàí
âûâîä î íàëè÷èè ïÿòåí õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà íà ïîâåðõíîñòè ýòèõ
çâåçä.  ÷àñòíîñòè, áûëè îáíàðóæåíû ãåëèåâûå ïÿòíà, ãäå âåëè÷èíà
Íå/Í îêàçàëàñü çíà÷èòåëüíî âûøå, ÷åì â îêðóæàþùåé àòìîñôåðå.
Îáû÷íî ÑÐ-çâåçäû ñ ïÿòíàìè èìåþò ìàãíèòíîå ïîëå, è ðàñïîëîæåíèå
ïÿòåí ñâÿçûâàþò ñ ãåîìåòðèåé ïîëÿ. Íàïðèìåð, ó ìàãíèòíîé He-s
çâåçäû HD 37776 ãåëèåâûå ïÿòíà, ãäå âåëè÷èíà Íå/Í ïîâûøåíà íà
2 dex, îêàçàëèñü ðàñïîëîæåííûìè âáëèçè ìàãíèòíûõ ïîëþñîâ [13].
Íàðÿäó ñ ïÿòíàìè õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ó ÑÐ-çâåçä áûëî îáíàðó -
æåíî åùå îäíî èíòåðåñíîå ÿâëåíèå — âåðòèêàëüíàÿ ñòðàòèôèêàöèÿ
ýëåìåíòîâ â àòìîñôåðå, ò. å. ñîäåðæàíèå íåêîòîðûõ ýëåìåíòîâ ñó -
ùåñò âåííî èçìåíÿåòñÿ ñ âûñîòîé. Áîëüøèíñòâî òàêèõ èññëåäîâàíèé
êàñàëîñü ñòðàòèôèêàöèè ñðàâíèòåëüíî òÿæåëûõ ýëåìåíòîâ (ñì., íà -
ïðè ìåð, àíàëèç ñòðàòèôèêàöèè Fe, Cr, Si, Sr, Ca è Mg â àòìîñôåðå ìàã -
íèòíîé Àð-çâåçäû HD 133792 [36]). Íà ïðèìåðå ìàãíèòíîé He-w çâåç -
äû HD 49333 â ðàáîòå [22] áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ñîäåðæàíèå ãåëèÿ òîæå
ìîæåò ñóùåñòâåííî èçìåíÿòüñÿ ñ âûñîòîé. Ýòîò âûâîä áûë ïîëó ÷åí èç
àíàëèçà íàáëþäàåìîãî ïðîôèëÿ ëèíèè He I l 4471, êîòîðûé óäàëîñü
ïðîìîäåëèðîâàòü ëèøü ïðè ïðåäïîëîæåíèè îá óâåëè÷åíèè Íå/Í ñ
ãëóáèíîé â àòìîñôåðå. Àíàëîãè÷íûé âûâîä îá óâåëè÷åíèè Íå/Í ñ
ãëóáèíîé áûë ïîëó÷åí íåäàâíî äëÿ ìàãíèòíîé He-w-çâåçäû HD 21699
[52].
Áîëåå ïðÿìîå äîêàçàòåëüñòâî ñòðàòèôèêàöèè ãåëèÿ ïîëó÷åíî â
ðàáîòå [12] äëÿ He-w çâåçäû HR 1512. Íà ðèñ. 6, âçÿòîì èç ðàáîòû [12],
ñðàâíèâàþòñÿ ýêâèâàëåíòíûå øèðèíû W äåñÿòè ëèíèé He I ó HR 1512
è ó íîðìàëüíîé Â-çâåçäû HR 8385 ñ ïðàêòè÷åñêè òàêèìè æå ïàðà -
ìåòðàìè Týô è lgg. Âèäèì, ÷òî ðàçëè÷èå â ýêâèâàëåíòíûõ øèðèíàõ
ìåæäó ïåêóëÿðíîé è íîðìàëüíîé çâåçäàìè ïîêàçûâàåò ñèëüíóþ çà âè -
ñèìîñòü îò W, ïðè ýòîì óêàçàííîå ðàçëè÷èå óìåíüøàåòñÿ ñ ïåðåõîäîì
îò ñëàáûõ ëèíèé ê áîëåå ñèëüíûì. Ïîñêîëüêó áîëåå ñèëüíûå ëèíèè
ôîð ìèðóþòñÿ â áîëåå âûñîêèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû, ìîæíî ñäåëàòü
âûâîä îá óâåëè÷åíèè ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ ñ âûñîòîé â àòìîñôåðå çâåçäû
HR 1512. Ïîä÷åðêíåì, ÷òî çàâèñèìîñòü, ïðèâåäåííàÿ íà ðèñ. 6, ÿâëÿ -
44
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
Ðèñ. 6. Ñðàâíåíèå ýêâèâàëåíòíûõ øèðèí
ëèíèé He I ó çâåçäû òèïà “he lium-weak” HR
1512 è íîðìàëüíîé Â-çâåçäû HR 8385 ñ
òàêèìè æå ïàðàìåòðàìè Týô è lgg
åòñÿ ÷èñòî ýìïèðè÷åñêîé, çäåñü íå ïðîâîäèëîñü êàêèõ-ëèáî ðàñ÷åòîâ
ëèíèé He I.
Ñòðàòèôèêàöèÿ ãåëèÿ â ðàáîòàõ [22, 52] è [12] äëÿ çâåçä òèïà He-w
îêàçàëàñü ñóùåñòâåííî ðàçíîé. Äåéñòâèòåëüíî, ïî äàííûì [22, 52] ñî -
äåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í ñ âûñîòîé óìåíüøàåòñÿ, à ñîãëàñíî [12] — óâå -
ëè÷èâàåòñÿ. Ïðè÷èíà ìîæåò áûòü ñâÿçàíà ñ íàëè÷èåì ìàãíèòíîãî ïî -
ëÿ. Èçâåñòíî, íàïðèìåð, ÷òî ó ìàãíèòíûõ Àð-çâåçä ìîãóò íàáëþ äàòüñÿ
ðàñïðåäåëåíèÿ ñîäåðæàíèé ýëåìåíòîâ ïî âûñîòå, îáðàòíûå òåì, êîòî -
ðûå ïîëó÷àþòñÿ äëÿ íåìàãíèòíûõ ÑÐ-çâåçä òèïîâ HgMn è Am.  ñâÿçè
ñ ýòèì ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî He-w-çâåçäà HR 1512 ïðè íàäëåæèò ê ïîä -
òèïó PGa, ðîäñòâåííîìó áîëåå õîëîäíûì HgMn çâåçäàì, è ïîýòîìó, â
îòëè÷èå îò èññëåäîâàííûõ â ðàáîòàõ [22, 52] äâóõ ìàãíèòíûõ
He-w-çâåçä ïîäòèïà Si, âåðîÿòíî, íå èìååò çàìåòíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ
(ñì. îáñóæäåíèå ñòðàòèôèêàöèè ó çâåçäû HR 1512 â ðàáîòå [9]).
Îáðàçîâàíèå õèìè÷åñêèõ àíîìàëèé è ñòðàòèôèêàöèè ýëåìåíòîâ â
àòìîñôåðàõ ÑÐ-çâåçä, êàê ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå
äèôôóçèè àòîìîâ â âåðõíèõ ñëîÿõ çâåçäû ïîä äåéñòâèåì äâóõ ïðî -
òèâîïîëîæíî íàïðàâëåííûõ ñèë — ãðàâèòàöèè è äàâëåíèÿ èçëó÷åíèÿ.
 ìàãíèòíûõ ÑÐ-çâåçäàõ äîáàâëÿåòñÿ åùå äåéñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ,
êîòîðîå ñïîñîáñòâóåò êîíöåíòðàöèè îäíèõ ýëåìåíòîâ âáëèçè ìàãíèò -
íûõ ïîëþñîâ, à äðóãèõ — â îáëàñòè ìàãíèòíîãî ýêâàòîðà. Íåêîòîðûå
àñïåêòû ïðîáëåìû îáñóæäàþòñÿ â ðàáîòàõ [14, 20, 23].  ÷àñòíîñòè,
ìîäåëèðîâàíèå ñòðàòèôèêàöèè â ðàáîòå [14] ïîêàçàëî, ÷òî ðàñïðåäå -
ëåíèå ýëåìåíòîâ ïî ãëóáèíå ìîæåò èìåòü äîâîëüíî ñëîæíûé íåìî íî -
òîííûé âèä.
Èòàê, ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì íàáëþäàåìûå â
ÑÐ-çâåçäàõ õèìè÷åñêèå àíîìàëèè, â òîì ÷èñëå àíîìàëèè ãåëèÿ, íå ÿâ -
ëÿ þòñÿ ñëåäñòâèåì êàêèõ-òî òåðìîÿäåðíûõ ðåàêöèé â íåäðàõ çâåçä, à
ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê ðåçóëüòàò ïðîöåññîâ äèôôóçèè, çàòðàãèâà þùèõ
ëèøü èõ ïîâåðõíîñòíûå ñëîè.
ÇÂÅÇÄÛ Ñ ÃÅËÈÅÂÛÌÈ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÌÈ
Çâåçäû áîëüøèõ ìàññ. Äëÿ íåêîòîðûõ çâåçä íàáëþäàåìîå îòíîøåíèå
Íå/Í çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàåò åäèíèöó, òî åñòü èõ àòìîñôåðû ñîñòîÿò â
îñíîâíîì íå èç âîäîðîäà, à èç ãåëèÿ. Ïðèìåðîì ìîãóò ñëóæèòü çâåçäû
Âîëüôà — Ðàéå, êîòîðûå, êàê è íîðìàëüíûå Î-çâåçäû, èìåþò ýô -
ôåêòèâíûå òåìïåðàòóðû Týô > 30000 K, íî îòëè÷àþòñÿ îò ïîñëåäíèõ
àíîìàëüíûì õèìè÷åñêèì ñîñòàâîì. Ñïåêòðû çâåçä Âîëüôà — Ðàéå ñî -
ñòîÿò èç äîâîëüíî øèðîêèõ ýìèññèîííûõ ëèíèé íà ôîíå êîíòèíóóìà,
êîòîðûå îáðàçóþòñÿ â çâåçäíîì âåòðå. Â çàâèñèìîñòè îò âèäà ñïåêòðà
ðàçëè÷àþò òðè ïîäãðóïïû òàêèõ çâåçä — WN, WC è WO (âîçìîæíî,
îíè îáðàçóþò ýâîëþöèîííóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü). Ëèíèè âîäîðîäà ó
WC- è WO-çâåçä îáû÷íî íå âèäíû, îòêóäà ñîäåðæàíèå ãåëèÿ äëÿ íèõ
ñîñòàâëÿåò Íå/Í > 10. Äåëàåòñÿ âûâîä, ÷òî àòìîñôåðû WO-çâåçä
ÿâëÿþòñÿ â îñíîâíîì ãåëèåâûìè, à ó WC-çâåçä çíà÷èòåëüíóþ äîëþ
45
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
ìîæåò ñîñòàâëÿòü òàêæå óãëåðîä. (Äëÿ òàêèõ çâåçä ñîäåðæàíèå äðóãèõ
ýëåìåíòîâ, ñîñòàâëÿþùèõ íåáîëüøóþ äîëþ, îòíîñÿò íå ê âîäîðîäó, à
ê ãåëèþ, èëè ê ñóììå Í + Íå).
Îñëàáëåííûå ëèíèè âîäîðîäà âèäíû ëèøü â ñïåêòðàõ çâåçä Âîëü -
ôà — Ðàéå, ïðèíàäëåæàùèõ ãðóïïå WN. Â ðàáîòå [45] áûëî îïðåäå -
ëåíî îòíîñèòåëüíîå ñîäåðæàíèå âîäîðîäà è ãåëèÿ äëÿ 30 WN-çâåçä, è
ëèøü äëÿ íåêîòîðûõ èç íèõ áûëî íàéäåíî ñðàâíèòåëüíî íèçêîå ñî äåð -
æàíèå ãåëèÿ Íå/Í = 0.3...0.6, â òî âðåìÿ êàê äëÿ ïîäàâëÿþùåãî áîëü -
øèíñòâà ýòà âåëè÷èíà îêàçàëàñü áîëüøå åäèíèöû, äîñòèãàÿ çíà÷åíèé
Íå/Í = 100 è áîëåå. Îòìåòèì, ÷òî âñå ýòè îöåíêè îòíîñÿòñÿ ê âåðõíèì
ñëîÿì àòìîñôåð çâåçä Âîëüôà — Ðàéå, ãäå ïðîèñõîäèò áûñòðîå èñòå -
÷åíèå âåùåñòâà â âèäå çâåçäíîãî âåòðà.
Íàáëþäàåìîå âûñîêîå îòíîøåíèå Íå/Í ó çâåçä Âîëüôà — Ðàéå
âìåñòå ñ àíîìàëè ÿ ìè äðóãèõ ëåãêèõ ýëåìåíòîâ èíòåðïðåòèðóåòñÿ êàê
ñëåäñòâèå ïîÿâëåíèÿ â íàðóæíûõ ñëîÿõ çâåçäíîãî âåùåñòâà, ïåðåðà -
áîòàííîãî â ðåàêöèÿõ òåðìîÿäåðíîãî ñèíòåçà (ýâîëþöèÿ çâåçä Âîëüôà
— Ðàéå ñîïðîâîæäàåòñÿ áûñòðîé ïîòåðåé ìàññû).  ÷àñòíîñòè,
WN-çâåçäû äåìîíñòðèðóþò õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, ñîîòâåòñòâóþùèé âå -
ùåñòâó, ïåðåðàáîòàííîìó â ïðîöåññå ãîðåíèÿ âîäîðîäà â CNO-öèêëå.
Çâåçäû òèïîâ WC è WO ïîêàçûâàþò àíîìàëèè, õàðàêòåðíûå äëÿ áîëåå
ïîçäíåé ñòàäèè ýâîëþöèè, êîãäà â àòìîñôåðå ìàññèâíîé çâåçäû ìîãóò
ïîÿâèòüñÿ ïðîäóêòû ãîðåíèÿ ãåëèÿ. Âîçìîæíî, ÷òî ó çâåçä ñìåøàí -
íîãî òèïà WC/WN íàáëþäàåòñÿ ñìåñü ïðîäóêòîâ ãîðåíèÿ êàê âîäî ðî -
äà, òàê è ãåëèÿ.
Î÷åíü áëèçêèìè ê çâåçäàì Âîëüôà — Ðàéå ïî ñâîèì ñâîéñòâàì è
ýâîëþöèîííîìó ñòàòóñó îêàçàëèñü ÿðêèå ãîëóáûå ñâåðõãèãàíòû âáëè -
çè öåíòðà Ãàëàêòèêè [42]. Àíàëèç èíôðàêðàñíûõ ñïåêòðîâ ýòèõ çâåçä
ïðèâåë ê âûâîäó, ÷òî îíè èìåþò ýôôåêòèâíûå òåìïåðàòóðû Týô =
= 17000...30000 Ê, òåðÿþò ìàññó ñî ñêîðîñòüþ îêîëî 10-4 Ì /ãîä, à ñî -
äåðæàíèå ãåëèÿ â èõ âåðõíèõ ñëîÿõ çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàåò åäèíèöó,
äîñòèãàÿ çíà÷åíèé Íå/Í > 500 (âåëè÷èíà Íå/Í îöåíèâàëàñü ïî ýìè ñ -
ñèîííûì ÈÊ-ëèíèÿì He I ñ äëèíàìè âîëí îêîëî 2 ìêì). Òàêèì îáðà -
çîì, çäåñü ìû òàêæå èìååì ïðèìåð çâåçä ñ ãåëèåâûìè àòìîñôåðàìè.
Çâåçäû ìàëûõ ìàññ. Ñðåäè çâåçä, â àòìîñôåðàõ êîòîðûõ âîäîðîä
áûë çàìåíåí ãåëèåì ñ íåêîòîðîé ïðèìåñüþ äðóãèõ ýëåìåíòîâ (“hy dro -
gen-de fi cient stars”), âñòðå÷àþòñÿ íå òîëüêî ìîëîäûå ìàññèâíûå çâåç -
äû, ïîäîáíûå çâåçäàì Âîëüôà — Ðàéå. Ê ýòîìó òèïó îáúåêòîâ îòíî -
ñÿò ñÿ òàêæå çâåçäû ìàëûõ ìàññ íà ïðîäâèíóòûõ ñòàäèÿõ ýâîëþöèè, à
èìåí íî: ìàëîìàññèâíûå ïåêóëÿðíûå ñâåðõãèãàíòû, ãîðÿ÷èå ñóáêàð -
ëè êè òèïà sdO, íåêîòîðûå öåíòðàëüíûå çâåçäû ïëàíåòàðíûõ òóìàí -
íîñ òåé è áåëûå êàðëèêè ãåëèåâîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè (ñì. îáçîð [35]).
Ïåðåìåííûå çâåçäû òèïà R CrB ïî ñâîèì ýôôåêòèâíûì òåìïå -
ðàòóðàì Týô = 4000...8000 Ê è óñêîðåíèÿì ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ lgg =
= 0...1 ÿâëÿþòñÿ ñâåðõãèãàíòàìè êëàññîâ F, G è Ê, íî â èõ ñïåêòðàõ
îòñóòñòâóþò ëèíèè âîäîðîäà, õàðàêòåðíûå äëÿ íîðìàëüíûõ çâåçä ýòèõ
êëàññîâ. Ñîãëàñíî [18] èõ àòìîñôåðû ñîñòîÿò â îñíîâíîì èç ãåëèÿ
46
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
(98 % ïî ìàññå) ñ çàìåòíîé äîáàâêîé óãëåðîäà (1 %), â òî âðåìÿ êàê
ñîäåðæàíèå âîäîðîäà êðàéíå íèçêîå (Í/Íå £ 10-4 [8]). Ïðåäïîëàãàåòñÿ,
÷òî ïåðåìåííàÿ òèïà R CrB ÿâëÿåòñÿ îñòàòêîì çâåçäû, òîëüêî ÷òî âû -
øåäøåé èç ýâîëþöèîííîé ñòàäèè ÀÂà (àñèìïòîòè÷åñêàÿ âåòâü ãè ãàí -
òîâ). Èñïûòàâ ïîñëåäíþþ ãåëèåâóþ âñïûøêó, êîòîðàÿ «ðàçäóëà» ýòîò
ìàëîìàññèâíûé îáúåêò äî ðàçìåðîâ ñâåðõãèãàíòà, îí áûñòðî ïðå âðà -
ùàåòñÿ â öåíòðàëüíóþ çâåçäó ïëàíåòàðíîé òóìàííîñòè. Àëüòåð íà -
òèâíàÿ ãèïîòåçà ïðåäëàãàåò ðàññìàòðèâàòü òàêèå îáúåêòû êàê ðå çóëü -
òàò ñëèÿíèÿ äâóõ áåëûõ êàðëèêîâ — óãëåðîäíî-êèñëîðîäíîãî è ãåëèå -
âîãî [18]. Äðóãèå ïðèìåðû ñâåðõãèãàíòîâ ìàëûõ ìàññ íà ñòàäèè ïîñò-
ÀÂÃ ñì. â ðàáîòàõ [8, 35].
Öåíòðàëüíûå çâåçäû ïëàíåòàðíûõ òóìàííîñòåé ÿâëÿþòñÿ ïåðå -
õîä íîé ôàçîé îò ïîñòÀÂÃ-çâåçä ê áåëûì êàðëèêàì. Ñîäåðæàíèå ãåëèÿ
Íå/Í â èõ àòìîñôåðàõ âàðüèðóåò â äîâîëüíî øèðîêèõ ïðåäåëàõ — îò
íîðìàëüíîãî äî ñèëüíî ïîâûøåííîãî [8].  ÷àñòíîñòè, ñîãëàñíî [19] ó
çâåçä òèïà [WC], èìåþùèõ òåìïåðàòóðû â äèàïàçîíå îò 30000 äî
150000 Ê, ñîäåðæàíèå ãåëèÿ ñîñòàâëÿåò îêîëî 40—50 % ïî ìàññå.
Ïî÷òè ñòîëüêî æå ó íèõ óãëåðîäà, òî åñòü àòìîñôåðû [WC] çâåçä ÿâëÿ -
þòñÿ â îñíîâíîì ãåëèåâî-óãëåðîäíûìè. (Â ýòîì îòíîøåíèè [WC]-
çâåç äû ïîõîæè íà îáû÷íûå çâåçäû Âîëüôà — Ðàéå ãðóïïû WC).
Êîãäà öåíòðàëüíûå çâåçäû ïëàíåòàðíûõ òóìàííîñòåé ñòàíîâÿòñÿ
áåëûìè êàðëèêàìè (ÁÊ), ó íèõ ñîõðàíÿåòñÿ áîëüøîå ðàçíîîáðàçèå â
ñîäåðæàíèè ãåëèÿ. Ïî ýòîìó ïðèçíàêó ðàçäåëÿþò âîäîðîäíóþ è ãåëèå -
âóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ÁÊ. Íàèáîëåå ãîðÿ÷èìè ïðåäñòàâèòåëÿìè
âòî ðîé èç íèõ ÿâëÿþòñÿ ÁÊ òèïà PG1159 ñ ýôôåêòèâíûìè òåìïåðàòó -
ðàìè Týô = 75000...200000 Ê. Äîìèíèðóþùóþ ðîëü â èõ àòìîñôåðàõ
èã ðàþò òðè ýëåìåíòà — óãëåðîä (50 % ïî ìàññå), ãåëèé (35 %) è êèñ -
ëîðîä (15 %) [57]. Äàëåå ãåëèåâóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ïðîäîë æàþò (â
ïîðÿäêå óáûâàíèÿ òåìïåðàòóðû) ÁÊ òèïîâ DO, DB, DQ è DZ. Äëÿ íèõ
òàêæå õàðàêòåðíî âûñîêîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ è áîëüøîé äå ôè öèò èëè
ïîëíîå îòñóòñòâèå âîäîðîäà: Í/Íå < 0.1 äëÿ êàð ëè êîâ DO è Í/Íå £
£ 10-3 èëè 10-4 äëÿ êàðëèêîâ DB, DQ è DZ. Èíòåðïðå òàöèÿ íà áëþ -
äàåìûõ õèìè÷åñêèõ àíîìàëèé ÁÊ îáñóæäàåòñÿ â ðàáîòå [8].
Ìû êîñíóëèñü ëèøü îäíîé ñòîðîíû ìíîãîãðàííîé ïðîáëåìû ïîä
íàçâàíèåì “hydrogen-de fi cient stars”. Ýòè çâåçäû íàõîäÿòñÿ íà ïîçä -
íèõ, ïîðîé î÷åíü êðàòêîâðåìåííûõ ñòàäèÿõ ýâîëþöèè (çà èñêëþ÷å -
íèåì ñòàäèè ÁÊ). Èìåííî ñ ýâîëþöèîííûì ñòàòóñîì ñâÿçàíî ïî÷òè
ïîë íîå îòñóòñòâèå âîäîðîäà â èõ àòìîñôåðàõ, êîòîðûé áûë çàìåíåí
ãåëèåì.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
Ïåðå÷èñëèì íàèáîëåå âàæíûå ðåçóëüòàòû, îòíîñÿùèåñÿ ê ïðîáëåìå
ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ çâåçä.
1. Ïåðâè÷íîå (pri mor dial) èëè ðåëèêòîâîå ñîäåðæàíèå ãåëèÿ,
îáðàçîâàâøååñÿ â ðåçóëüòàòå Áîëüøîãî Âçðûâà, ñîñòàâëÿåò (He/H)p =
47
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
= 0.082±0.002. Ýòîò ôóíäàìåíòàëüíûé ïàðàìåòð, íàéäåííûé ýìïèðè -
÷åñêè, íàõîäèòñÿ â ïðåêðàñíîì ñîãëàñèè ñ êîñìîëîãè÷åñêèìè ðàñ -
÷åòàìè. Çâåçäû ïðè ñâîåì ôîðìèðîâàíèè íå ìîãóò èìåòü ñîäåðæàíèå
ãåëèÿ íèæå ýòîé âåëè÷èíû.
2. Ìîëîäûå ìàññèâíûå çâåçäû â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà â íà÷àëå
ñâîåé ýâîëþöèè íà ÃÏ èìåþò ñîäåðæàíèå ãåëèÿ Íå/Í = 0.098±0.003.
Îòëè÷èå îò ïåðâè÷íîãî ñîäåðæàíèÿ (He/H)p = 0.082 ìîæíî îáúÿñíèòü
õèìè÷åñêîé ýâîëþöèåé çâåçä è ìåæçâåçäíîé ñðåäû.
3.  òå÷åíèå ýâîëþöèè íà ÃÏ çâåçäû êëàññîâ Î è  äåìîíñòðèðóþò
îáîãàùåíèå àòìîñôåð ãåëèåì. Ýòîò ïðîöåññ òåì çàìåòíåå, ÷åì ìàññèâ -
íåå çâåçäû; ó ñàìûõ ìàññèâíûõ Â-çâåçä âåëè÷èíà Íå/Í ê êîíöó ôàçû
ÃÏ ìîæåò áûòü ïîâûøåíà áîëåå ÷åì â äâà ðàçà. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î
ïåðåìåøèâàíèè íà ñòàäèè ÃÏ, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî ïðîäóêòû CNO-
öèê ëà âûíîñÿòñÿ èç çâåçäíûõ íåäð íà ïîâåðõíîñòü. Ñîãëàñèå ñ òåîðå -
òè ÷åñêèìè ìîäåëÿìè çâåçä, â êîòîðûõ ïåðåìåøèâàíèå èíäóöèðîâàíî
âðàùåíèåì, ïîëó÷àåòñÿ ïðè ñêîðîñòÿõ âðàùåíèÿ 250—400 êì/ñ.
4. Çâåçäû êëàññîâ Â è Î, êîòîðûå âõîäÿò â òåñíûå äâîéíûå ñèñ -
òåìû, åùå íå äîñòèãøèå ôàçû àêòèâíîãî îáìåíà ìàññîé, òàêæå äå -
ìîíñò ðèðóþò ïîâûøåíèå Íå/Í â òå÷åíèå ñòàäèè ÃÏ (ïðèìåðíî â äâà
ðàçà). Îäíàêî, â îòëè÷èå îò îäèíî÷íûõ Â- è Î-çâåçä, óâåëè÷åíèå Íå/Í
çäåñü ïðîèñõîäèò ñêà÷êîì çà îòíîñèòåëüíî êîðîòêèé îòðåçîê ñòàäèè
ÃÏ. Â äâîéíûõ ñèñòåìàõ, ãäå óæå ñîñòîÿëñÿ èëè ïðîèñõîäèò îáìåí
ìàññîé ìåæäó êîìïîíåíòàìè, ìîæåò íàáëþäàòüñÿ èçáûòîê ãåëèÿ â 10
ðàç è áîëüøå (ïðèìåð — ÿðêèé êîìïîíåíò â Lyr).
5.  àòìîñôåðàõ ãîðÿ÷èõ ìàññèâíûõ ñâåðõãèãàíòîâ, íåäàâíî âû -
øåä øèõ èç ñòàäèè ÃÏ, ñîäåðæàíèå ãåëèÿ îêàçàëîñü ïîâûøåííûì äî
2.5 ðàç îòíîñèòåëüíî èñõîäíîãî ñîäåðæàíèÿ. Òàêîå îáîãàùåíèå ãå -
ëèåì âïîëíå ñîãëàñóåòñÿ ñ ðàñ÷åòàìè ìîäåëåé çâåçä ñîîòâåòñòâóþùèõ
ìàññ, â êîòîðûõ ó÷òåíî ïåðåìåøèâàíèå íà ÃÏ, èíäóöèðîâàííîå âðà -
ùåíèåì.
6. Íåêîòîðûå çâåçäû ïîêàçûâàþò ñèëüíûå àíîìàëèè ñîäåðæàíèÿ
ãåëèÿ.  ÷àñòíîñòè, â àòìîñôåðàõ õèìè÷åñêè ïåêóëÿðíûõ çâåçä êëàñ -
ñîâ À è  (ìàãíèòíûå Àð-çâåçäû, Am, HgMn è He-weak) âåëè÷èíà
Íå/Í çíà÷èòåëüíî ïîíèæåíà. Íàáëþäàåìûé äåôèöèò ãåëèÿ çäåñü,
ïî-âè äèìîìó, îáúÿñíÿåòñÿ äèôôóçèåé àòîìîâ â ïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ
ýòèõ çâåçä. Íàïðîòèâ, èìååòñÿ íåñêîëüêî òèïîâ çâåçä, àòìîñôåðû êî -
òîðûõ ñîñòîÿò â îñíîâíîì èç ãåëèÿ (çâåçäû Âîëüôà — Ðàéå, ïåðå -
ìåííûå òèïà R CrB, ÿäðà ïëàíåòàðíûõ òóìàííîñòåé òèïà [WC], áåëûå
êàðëèêè ãåëèåâîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè è äð.). Âûñîêîå ñîäåð æàíèå
ãåëèÿ è, ñîîòâåòñòâåííî, äåôèöèò âîäîðîäà ó òàêèõ çâåçä îáúÿñ íÿ þòñÿ
ýâîëþöèîííûìè ïðè÷èíàìè.
1. Áîÿð÷óê À. À. Êîëè÷åñòâåííûé àíàëèç õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà àòìîñôåðû ÿðêîãî
êîìïîíåíòà b Ëèðû // Àñòðîí. æóðí.—1959.—36, ¹ 5.—Ñ. 766—777.
2. Ãîëîâàòûé Â. Â., Ìåëåõ Á. ß. Ïåðåîïðåäåëåíèå ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ â îáëàñòÿõ H II
ãîëóáûõ êîìïàêòíûõ êàðëèêîâûõ ãàëàêòèê // Ïèñüìà â Àñòðîí. æóðí.—2005.—
82, ¹ 9.—Ñ. 755—762.
48
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
3. Ëåóøèí Â. Â., Íåâñêèé Ì. Þ., Ñíåæêî Ë. È., Ñîêîëîâ Â. Â. Âîäîðîä è ãåëèé â
âèäèìîì êîìïîíåíòå äâîéíîé ñèñòåìû â Lyr // Àñòðîôèç. èññëåäîâàíèÿ (Èçâ.
ÑÀÎ).—1977.—9, ¹ 1.—Ñ. 3—15.
4. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ. Ýâîëþöèîííûå èçìåíåíèÿ ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ çâåçä
ðàííèõ ñïåêòðàëüíûõ êëàññîâ // Ïèñüìà â Àñòðîí. æóðí.—1975.—1, ¹ 11.—
Ñ. 29—31.
5. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ. Î âàðèàöèÿõ ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ â àññîöèàöèÿõ è ñêîïëåíèÿõ çâåçä
êëàññîâ Î è Â // Àñòðîôèçèêà.—1977.—13, ¹ 1.—Ñ. 139—151.
6. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ. Ýâîëþöèîííîå óâåëè÷åíèå ñîäåðæàíèÿ àçîòà â àòìîñôåðàõ ðàí -
íèõ Â-çâåçä // Àñòðîôèçèêà.—1984.—20, ¹ 3.—Ñ. 475—493.
7. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ. Î êîððåëÿöèè ñîäåðæàíèÿ ãåëèÿ â àòìîñôåðàõ ðàííèõ Â-çâåçä ñ èõ
âîçðàñòîì è ìàññîé // Àñòðîôèçèêà.—1988.—29, ¹ 3.—Ñ. 479—494.
8. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ çâåçä: ìåòîä è ðåçóëüòàòû àíàëèçà. — Îäåññà:
Àñòðîïðèíò, 1995.—323 ñ.
9. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ., Ïîêëàä Ä. Á., Ðà÷êîâñêàÿ Ò. Ì. Ñòðàòèôèêàöèÿ ôîñôîðà â àòìî -
ñôåðå õèìè÷åñêè ïåêóëÿðíîé Â-çâåçäû HR 1512 // Àñòðîôèçèêà.—2008.—51,
¹ 2.—Ñ. 239—253.
10. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ., Ðà÷êîâñêàÿ Ò. Ì., Ïîêëàä Ä. Á. Îïðåäåëåíèå ôóíäàìåíòàëüíûõ
ïàðàìåòðîâ ñâåðõãèãàíòîâ êëàññîâ F è G // Àñòðîôèçèêà.—2009.—52, ¹ 2.—
Ñ. 237—256.
11. Ëþáèìêîâ Ë. Ñ., Ðà÷êîâñêàÿ Ò. Ì., Ðîñòîï÷èí Ñ. È., Òàðàñîâ À. Å. Äâîéíàÿ ñèñ -
òåìà V373 Cas: ýëåìåíòû îðáèòû, ïàðàìåòðû êîìïîíåíòîâ è ñîäåðæàíèå ãåëèÿ
// Àñòðîí. æóðí.—1998—75, ¹ 3.— Ñ. 355—366.
12. Ðà÷êîâñêàÿ Ò. Ì., Ëþáèìêîâ Ë. Ñ., Ðîñòîï÷èí Ñ. È. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ HR 1512
— ïåêóëÿðíîé çâåçäû òèïà «he lium-weak» // Àñòðîí. æóðí.—2006.—83, ¹ 2.—
Ñ. 146—157.
13. Õîõëîâà Â. Ë., Âàñèëü÷åíêî Ä. Â., Ñòåïàíîâ Â. Â., Ðîìàíþê È. È. Îïûò äîïïëåð-
çååìàíîâñêîãî êàðòèðîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè áûñòðîâðàùàþùåéñÿ ìàãíèòíîé
ÑÐ-çâåçäû HD 37776 // Ïèñüìà â Àñòðîí. æóðí.—2000.—26, ¹ 3.—Ñ. 217—
233.
14. Alecian G., Stift M. J. Mod el ling el e ment dis tri bu tions in the at mo spheres of mag netic
Ap stars // Astron. and Astrophys.—2007.—475, N 2.—P. 659—665.
15. Aller L. H. The at mo sphere of Gamma Pegasi // Astrophys. J.—1949.—109, N 2.—
P. 244—264.
16. Balachandran S., Lam bert D. L., Tomkin J., Parthasarathy M. The chem i cal com po si -
tion of algol sys tems. III. Beta Lyrae — nucleosynthesis re vealed // Mon. Notic. Roy.
Astron. Soc.—1986.—219, N 3.—P. 479—494.
17. Ballantyne D. R., Ferland G. J., Mar tin P. G. The pri mor dial he lium abun dance: to -
ward un der stand ing and re mov ing the cos mic scat ter in the dY/dZ re la tion // Astro -
phys. J.—2000.—536, N 2.—P. 773—777.
18. Clay ton G. C. The evo lu tion of R Co ro nae Bo re alis stars // ASP Conf. Ser.—2008.—
391.—P. 17—23.—(Hy dro gen De fi cient Stars / Eds K. Werner, T. Rauch).
19. Crow ther P. A. Phys i cal and wind prop er ties of [WC] stars // ASP Conf. Ser.—2008.—
391.—P. 83—93.—(Hy dro gen De fi cient Stars / Eds K. Werner, T. Rauch).
20. El e ment strat i fi ca tion in stars: 40 years of atomic dif fu sion / Eds G. Alecian, O. Rich -
ard, S. Vauclair // EAS Publ. Ser.—2005.—17.
21. Esteban C., Peimbert M., Gar cia-Rojas J., et al. A re ap praisal of the chem i cal com po -
si tion of the Orion neb ula based on Very Large Tele scope echelle spectrophotometry
// Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2004.—355, N 1.— P. 229—247.
22. Farthmann M., Dreizler S., Heber U., Hun ger K. Strat i fi ca tion of he lium in the
photospheres of the he lium-weak stars HD 28843 and HD 49333 // Astron. and
49
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
Astrophys.—1994.—291, N 3.—P. 919—927.
23. Fossati L., Bagnulo S., Monier R., et al. Late stages of the evo lu tion of A-type stars on
the main se quence: com par i son be tween ob served chem i cal abun dances and dif fu -
sion mod els for 8 Am stars of the Praesepe clus ter // Astron. and Astrophys.—
2007.—476, N 2.—P. 911—925.
24. Harmanec P. The ever chal leng ing emis sion-line bi nary beta Lyrae // Astron. Nachr.—
2002.—323, N 2.—P. 87—98.
25. Heger A., Langer N. Presupernova evo lu tion of ro tat ing mas sive stars. II. Evo lu tion of
the sur face prop er ties // Astrophys. J.—2000.—544, N 2.—P. 1016—1035.
26. Herrero A., Kudritzki R. P., Vilches J. M., et al. In trin sic pa ram e ters of ga lac tic lu mi -
nous OB stars // Astron. and Astrophys.—1992—261, N 1.—P. 209—234.
27. Herrero A., Puls J., Villamariz M. R. Fun da men tal pa ram e ters of Ga lac tic lu mi nous
OB stars. IV. The up per HR di a gram // Astron. and Astrophys.—2000.—354, N 1.—
P. 193—215.
28. Huang W. Spec tral Line Syn the sis for Hot Stars: Ph.D. dis ser ta tion. — Geor gia State
Uni ver sity, 2005.
29. Huang W., Gies D. R. Stel lar ro ta tion in young clus ters. II. Evo lu tion of stel lar ro ta tion
and sur face he lium abun dance // Astrophys. J.—2006.—648, N 1.—P. 591—606.
30. Hun ger K. Die Atmosph@re des A0-Sternes Al pha Lyrae // Z. Astrophys.—1955.—36,
N 1.—P. 42—97.
31. Izotov Y. I., Thuan T. X. The pri mor dial abun dance of 4He re vis ited // Astrophys. J.—
1998.—500, N 1.—P. 188—216.
32. Izotov Y. I., Thuan T. X. Sys tem atic ef fects and a new de ter mi na tion of the pri mor dial
abun dance of 4He and dY/dZ from ob ser va tions of blue com pact gal ax ies // Astro -
phys. J.—2004.—602, N 1.—P. 200—230.
33. Izotov Y. I., Thuan T. X., Lipovetsky V. A. The pri mor dial he lium abun dance: sys tem atic
ef fects and a new de ter mi na tion // Astrophys. J. Suppl. Ser.—1997.—108, N 1.—
P. 1—39.
34. Izotov Y. I., Thuan T. X., Stasinska G. The pri mor dial abun dance of 4He: a self-con sis -
tent em pir i cal anal y sis of sys tem atic ef fects in a large sam ple of low-metallicity H II
re gions // Astrophys. J.—2007.—662, N 1.—P. 15—38.
35. Jeffery C. S. Hy dro gen-de fi cient stars: an in tro duc tion // / ASP Conf. Ser.—2008.—
391.—P. 3—16.—(Hy dro gen De fi cient Stars / Eds K. Werner, T. Rauch)
36. Kochukhov O., Tsymbal V., Ryabchikova T., et al. Chem i cal strat i fi ca tion in the at mo -
sphere of Ap star HD 133792. Reg u lar ized so lu tion of the ver ti cal in ver sion prob lem
// Astron. and Astrophys.—2006.—460, N 3.—P. 831—842.
37. Lyubimkov L. S. Ob ser va tional man i fes ta tions of early mix ing in B- and O-type stars //
Astrophys. and Space Sci.—1996.—243, N 2.—P. 329—349.
38. Lyubimkov L. S., Lam bert D. L., Rachkovskaya T. M., et al. Sur face abun dances of light
el e ments for a large sam ple of early B-type stars. I. Spec tral ob ser va tions of 123
stars; mea sure ments of hy dro gen and he lium lines; in fra red pho tom e try // Mon. No -
tic. Roy. Astron. Soc.—2000.—316, N 1.—P. 19—32.
39. Lyubimkov L. S., Rostopchin S. I., Lam bert D. L. Sur face abun dances of light el e ments
for a large sam ple of early B-type stars. III. An anal y sis of he lium lines in spec tra of
102 stars // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—2004.—351, N 2.—P. 745—767.
40. Maeder A., Meynet G. The evo lu tion of ro tat ing stars // Annu. Rev. Astron. and Astro -
phys.—2000.—38.—P. 143—190.
41. Meynet G., Maeder A. Stel lar evo lu tion with ro ta tion. V. Changes in all the out puts of
mas sive star mod els // Astron. and Astrophys.—2000.—361, N 1.—P. 101—120.
42. Najarro F., Krabbe A., Genzel R., et al. Quan ti ta tive spec tros copy of the He I clus ter in
the Ga lac tic cen ter // Astron. and Astrophys.—1997.—325, N 2.—P. 700—708.
50
Ë. Ñ. ËÞÁÈÌÊÎÂ
43. Nissen P. E. Ev i dence of he lium abun dance dif fer ences be tween young groups of stars
// Astron. and Astrophys.—1976.—50, N 3.—P. 343—352.
44. Nomoto K., Tominagava N., Umeda H., et al. Nucleosynthesis yields of core-col lapse
supernovae and hypernovae, and ga lac tic chem i cal evo lu tion // Nu clear Phys.
A.—2006.—777.—P. 424—458.
45. Nugis T., Niedzielski A. Chem i cal com po si tion of Wolf-Rayet stars. II. Hy dro -
gen-to-he lium ra tio // Astron. and Astrophys.—1995.—300, N 1.— P. 237—258.
46. O’Mara B. J., Simpson R. W. The he lium abun dance in thirty-three main se quence
B-stars // Astron. and Astrophys.—1972.—19, N 2.—P. 167—180.
47. Peimbert M., Luridiana V., Peimbert A. Re vised pri mor dial he lium abun dance based
on new atomic data // Astrophys. J.—2007—666, N 2—P. 636—646.
48. Pe ter son D. M., Shipman H. L. He lium abun dances in NGC 2264. II Scorpii and I
Lacertae // Astrophys. J.—1973.—180, N 2.—P. 635—645.
49. Przybilla N., But ler K., Becker S. R., Kudritzki R. P. Quan ti ta tive spec tros copy of
BA-type super giants // Astron. and Astrophys.—2006.—445, N 3.—P. 1099—1126.
50. Przybilla N., Nieva M. F., But ler K. A cos mic abun dance stan dard: chem i cal ho mo ge -
ne ity of the so lar neigh bor hood and the ISM dust-phase com po si tion // Astrophys. J.
Lett.—2008.—688, N 2.—P. L103—L106.
51. Repolust T., Puls J., Herrero A. Stel lar and wind pa ram e ters of Ga lac tic O-stars. The
in flu ence of line-block ing/blan ket ing // Astron. and Astrophys.—2004.—415,
N 1.—P. 349—376.
52. Shavrina A.V., Glagolevskij Yu..V., Sil ves ter J., et al. Spots struc ture and strat i fi ca tion
of some chem i cal el e ments in the at mo sphere of He-weak star HD 21699 // Odessa
Astron. Publ.—2008.—21.—P. 115—119.
53. Si mon K. P., Sturm E., Fiedler A. Spec tro scopic anal y sis of hot bi na ries. 2. The com po -
nents of Y Cygni // Astron. and Astrophys.—1994.—292, N 2.— P. 507—518.
54. Sturm E., Si mon K. P. Spec tro scopic anal y sis of hot bi na ries. 1. The com po nents of DH
Cephei // Astron. and Astrophys.—1994.—282, N 1.—P. 93—105.
55. Traving G. Die Atmosph@re des BO-Sternes t Scorpii // Z. Astrophys.—1955.—36,
N 1.—P. 1—41.
56. Viegas S. M., Gruenwald R., Steigman G. Ion iza tion cor rec tions for low-metallicity H
II re gions and the pri mor dial he lium abun dance // Astrophys. J.—2000.—531,
N 2.—P. 813—819.
57. Werner K., Rauch T., Reiff E., Kruk J. W. El e men tal abun dances in PG1159 stars //
ASP Conf. Ser.—2008.—391.—P. 109—119.—(Hy dro gen De fi cient Stars / Eds
K. Werner, T. Rauch).
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 01.10.09
51
ÃÅËÈÉ Â ÇÂÅÇÄÍÛÕ ÀÒÌÎÑÔÅÐÀÕ
|