Звёздный ветер
Звёздный ве́тер, стационарное истечение вещества из атмосферы звезды в окружающее пространство. Звёздный ветер следует отличать от катастрофических выбросов газа, например при взрывах новых и сверхновых звёзд. Звёздный ветер наблюдается у звёзд любой массы и на всех стадиях их эволюции. Его наличие означает, что в атмосфере звезды нарушено условие механического равновесия. Причины этого и основные параметры звёздного ветра (предельная скорость истечения газа и интенсивность потери массы звездой) разнообразны. Обычно вблизи звезды звёздный ветер имеет дозвуковую скорость, а вдали от неё – сверхзвуковую.
Возможность истечения вещества из Солнца обсуждалась ещё в начале 20 в. Прямым доказательством существования солнечного ветра стали измерения параметров межпланетного газа с борта космических аппаратов. Наличие истекающих оболочек у других звёзд было обнаружено в 1930-х гг. из анализа профилей спектральных линий: оказалось, что у ряда звёзд абсорбционные компоненты некоторых линий вследствие эффекта Доплера смещены в коротковолновую часть спектра относительно линий фотосферы.
Наличие у звёзд глaвной последовательности с массой (где – масса Солнца) внешней конвективной оболочки приводит к формированию звёздных корон, температура газа в которых превышает миллион градусов. Короны расширяются в окружающее пространство со скоростями несколько сотен километров в секунду и формируют звёздный ветер, подобный солнечному ветру. За время жизни на главной последовательности звёзды типа Солнца теряют из-за звёздного ветра менее 0,1 % своей массы, однако потери за счёт звёздного ветра момента импульса приводят к заметному замедлению вращения звёзд вокруг оси.
На поздних стадиях эволюции эти звёзды превращаются в красные гиганты и сверхгиганты, имеющие плотное горячее ядро размером с Землю, окружённое холодной разреженной оболочкой, протяжённость которой может превышать радиус земной орбиты. Сила тяготения, удерживающая внешние слои звезды, оказывается столь малой, что достаточно немного «подтолкнуть» оболочку, чтобы в ней нарушилось механическое равновесие. Источником этого дополнительного импульса служат ударные волны, возбуждённые нерегулярными колебаниями атмосфер звёзд. В результате возникает звёздный ветер с и . В атмосфере самых холодных сверхгигантов (мириды, OH/IR-звёзды) из газа конденсируются пылевые частицы, световое давление на которые сообщает оболочке ещё больший импульс, и величина достигает К тому же термоядерное горение гелия у сверхгигантов происходит неустойчиво, вызывая кратковременные вспышки энерговыделения, которые стимулируют ещё более мощный звёздный ветер. В итоге от звезды, масса которой на главной последовательности может достигать , остаётся горячее углеродно-кислородное ядро с массой менее , окружённое расширяющейся оболочкой – планетарной туманностью.
У звёзд главной последовательности с массой от 1,5 до 10 вследствие быстрого осевого вращения и возникающей при этом меридиональной циркуляции во внешних слоях возникают турбулентные движения, которые, подобно конвективной зоне, порождают короны и звёздные ветры. Центробежная сила облегчает формирование звёздного ветра у этих звёзд.
У звёзд с светимость на всех стадиях эволюции столь велика, что давление излучения во внешних слоях почти компенсирует силу тяжести. Рассеяние света в резонансных линиях углерода, азота и кислорода придаёт оболочкам этих звёзд дополнительный импульс, заставляя газ истекать со скоростями У звёзд верхней части главной последовательности достигает у голубых сверхгигантов и звёзд Вольфа – Райе может быть ещё в 10–30 раз больше. Звёздный ветер горячих звёзд состоит из сгустков, окружённых разреженным газом. Чем больше масса звезды, тем мощнее её звёздный ветер и тем бóльшую часть первоначальной массы она теряет до того, как взорвётся в виде сверхновой II типа. У самых массивных звёзд (с массой порядка ) наблюдались кратковременные эпизоды истечения вещества с порядка и около 500 км/с. Природа столь мощного звёздного ветра ещё не до конца понятна.
Звёздный ветер массивных звёзд играет важную роль в динамике межзвёздной среды, создавая в ней каверны, заполненные горячим газом, а также обогащая межзвёздный газ продуктами ядерных реакций, вынесенными конвекцией из недр звёзд на их поверхность.