www.wikidata.uk-ua.nina.az

Металічність відношення вмісту елементів важчих за гелій їх в астрономії заведено називати металами M до вмісту гідроген

Металічність

Металічність — відношення вмісту елементів, важчих за гелій (їх в астрономії заведено називати металами, M), до вмісту гідрогену (H) в зорі порівняно з таким же відношенням для атмосфери Сонця. Металічність позначається символом Z, та вимірюється у співвідношенні кількості атомних ядер важчих та легших елементів,
.
найчастіше за залізом та гідрогеном. Є показником, який дозволяє опосередковано визначати час утворення та вік зоряних систем чи окремих зір.

Схематичний розподіл поколінь зірок у нашій Галактиці.

Під час первинного нуклеосинтезу у перші хвилини життя Всесвіту, у ньому утворилися водень (75 %), гелій (25 %), а також сліди літію та берилію. Перші зорі, що утворились згодом, так звані зорі популяції III, складались лише з цих елементів і практично не містили металів. Ці зорі були надзвичайно масивними, і під час їхнього існування в них синтезувались елементи аж до заліза. Потім зорі гинули внаслідок вибуху наднових, і синтезовані елементи розповсюджувались у Всесвіті. На сьогодні жодної зорі цього типу не знайдено. Друге покоління зір (популяція II) народилась з речовини, яка була збагачена продуктами термоядерного синтезу зір першого покоління та мала відносно малу металічність. Кожне наступне покоління зір є багатшим на метали, ніж попереднє. Наймолодші зорі, на зразок Сонця, які є зорями третього покоління (популяція I), містять найбільшу кількість металів.

Металічність може визначатися як для окремих зірок, так і для їх сукупчень, галактик, туманностей або міжзоряного середовища.

Визначення

У більшості зір, галактичних туманностей та інших астрономічних об'єктів, водень і гелій є двома домінантними елементами. Для обчислення фізичних параметрів середовища (тиску, швидкості звуку, тощо) склад об'єкта достатньо описати трьома величинами: X, Y і Z, де X — частка водню (за масою), Y — частка гелію і Z - частка всіх інших хімічних елементів. Значення X, Y і Z нормується умовою:

Вважається, що для Сонця ці параметри мають такі приблизні значення:

хоча нещодавні дослідження показують, що менші значення для можуть бути більш прийнятними.

Металічність астрономічних об'єктів не можна визначити безпосередньо. Натомість використовують непрямі методи. Наприклад, спостерігач може безпосередньо виміряти вміст заліза в галактиці (наприклад, використовуючи яскравість емісійної лінії), тоді порівняти це значення з моделями, щоб оцінити загальну металічність.

Обчислення

Повна металічність зорі часто визначається через вміст заліза "[Fe/H]". Залізо не дуже поширений елемент, але його вміст легко виміряти за спектральними даними у видимому діапазоні. Співвідношення поширеності виміряється як логарифм відношення поширеності заліза в зорі в порівнянні з його поширеністю на Сонці:

де і це кількості заліза і водню на одиницю об'єму. Одиниця вимірювання, яку часто використовують для вимірювання металічності, — це «декс» (англ. dex), що є (наразі нерекомендованим) скороченням для 'десяткова експонента'. Із цим визначенням, зорі з більшим вмістом металів, ніж Сонце, мають додатні значення металічності, а ті, у яких вміст металів менший, мають від'ємні значення. Основою логарифма є 10; зорі з металічністю +1 містять у десять разів більше важких елементів, ніж Сонце(101). І навпаки, якщо у зорі металічність -1, то вона має вдесятеро меншу частку металів (10−1), а якщо -2 (10−2), то в сто разів меншу і т.д. Молоді зорі Популяції І мають значно більший вміст металів, ніж старіші зорі Популяції ІІ. Зорі зародкової Популяції ІІІ мають металічність меншу, ніж -6, тобто частка заліза в мільйон разів менша, ніж на Сонці.[джерело?]

Подібний запис використовується і для окремих елементів. Наприклад, запис «[O/Fe]» є різницею логарифма вмісту кисню в зорі в порівнянні з його вмістом на Сонці і такого ж логарифма для заліза:

Сенс цього запису у тому, що якщо маса газу розбавлена чистим воднем, тоді значення [Fe/H] зменшиться (бо стане менше атомів заліза на кожен атом водню), але для всіх інших елементів X, співвідношення [X/Fe] залишаться незмінними. І навпаки, якщо газова маса отримала певну кількість кисню, тоді її [Fe/H] залишиться незмінним, а [O/Fe] збільшиться. Загалом, певний процес зоряного нуклеосинтезу змінює пропорції лише кількох елементів або ізотопів, отже зразок газу з ненульовими значеннями [X/Fe] може сигналізувати про певний ядерний процес.

Значення

  • Металічність є індикатором віку зорі — старіші зорі містять менше важких елементів.
  • Підвищена металічність міжзоряного газу стимулює зореутворення, завдяки ефективнішому його охолодженню.
  • Металічність карликових галактик пов’язана з їх масою.
  • Імовірність утворення планет у зір з більшою металічністю вища.

Див. також

Посилання

  1. Металічність зорі // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 281. — ISBN 966-613-263-X.
  2. ↑ Химическая эволюция газа в галактиках [ 3 лютого 2017 у Wayback Machine.](рос.)
  3. Вміст хімічних елементів // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 81—82. — ISBN 966-613-263-X.
  4. A. Unsöld; B. Baschek; R.C. Smith; C.A. Hein (1983). . Springer New York. ISBN 978-0-387-90886-1. doi:10.1007/978-1-4757-1791-4. Архів оригіналу за 4 березня 2016. Процитовано 11 травня 2016. 
  5. . Communications in Asteroseismology. January 2006. Архів оригіналу за 7 листопада 2015. Процитовано 25 червня 2013. 
  6. Solar Heavy-Element Abundance: Constraints from Frequency Separation Ratios of Low-Degree p-Modes. The Astrophysical Journal. November 2007. Процитовано 30 червня 2013. 
  7. R. Rowlett (July 2005). How Many? A Dictionary of Units of Measurement. University of North Carolina. Архів оригіналу за 2 липня 2012. Процитовано 3 February 2015. 
  8. John C. Martin. . New Analysis RR Lyrae Kinematics in the Solar Neighborhood. Архів оригіналу за червень 29, 2016. Процитовано 7 вересня 2005. 
  9. Revealing A Universal Planet-Metallicity Correlation For Planets of Different Sizes Around Solar-Type Stars [ 2 жовтня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Metalichnist vidnoshennya vmistu elementiv vazhchih za gelij yih v astronomiyi zavedeno nazivati metalami M do vmistu gidrogenu H v zori porivnyano z takim zhe vidnoshennyam dlya atmosferi Soncya 1 Metalichnist poznachayetsya simvolom Z ta vimiryuyetsya u spivvidnoshenni kilkosti atomnih yader vazhchih ta legshih elementiv Z lg N M N H s t a r lg N M N H displaystyle mathrm Z lg left frac N mathrm M N mathrm H right star lg left frac N mathrm M N mathrm H right bigodot najchastishe za zalizom ta gidrogenom Ye pokaznikom yakij dozvolyaye oposeredkovano viznachati chas utvorennya ta vik zoryanih sistem chi okremih zir Shematichnij rozpodil pokolin zirok u nashij Galaktici Pid chas pervinnogo nukleosintezu u pershi hvilini zhittya Vsesvitu u nomu utvorilisya voden 75 gelij 25 a takozh slidi litiyu ta beriliyu Pershi zori sho utvorilis zgodom tak zvani zori populyaciyi III skladalis lishe z cih elementiv i praktichno ne mistili metaliv Ci zori buli nadzvichajno masivnimi i pid chas yihnogo isnuvannya v nih sintezuvalis elementi azh do zaliza Potim zori ginuli vnaslidok vibuhu nadnovih i sintezovani elementi rozpovsyudzhuvalis u Vsesviti Na sogodni zhodnoyi zori cogo tipu ne znajdeno Druge pokolinnya zir populyaciya II narodilas z rechovini yaka bula zbagachena produktami termoyadernogo sintezu zir pershogo pokolinnya ta mala vidnosno malu metalichnist Kozhne nastupne pokolinnya zir ye bagatshim na metali nizh poperednye Najmolodshi zori na zrazok Soncya yaki ye zoryami tretogo pokolinnya populyaciya I mistyat najbilshu kilkist metaliv Metalichnist mozhe viznachatisya yak dlya okremih zirok tak i dlya yih sukupchen galaktik tumannostej abo mizhzoryanogo seredovisha 2 Zmist 1 Viznachennya 1 1 Obchislennya 2 Znachennya 3 Div takozh 4 PosilannyaViznachennya RedaguvatiU bilshosti zir galaktichnih tumannostej ta inshih astronomichnih ob yektiv voden i gelij ye dvoma dominantnimi elementami Dlya obchislennya fizichnih parametriv seredovisha tisku shvidkosti zvuku tosho sklad ob yekta dostatno opisati troma velichinami X Y i Z de X chastka vodnyu za masoyu Y chastka geliyu i Z chastka vsih inshih himichnih elementiv Znachennya X Y i Z normuyetsya umovoyu 3 X Y Z 1 displaystyle X Y Z 1 Vvazhayetsya sho dlya Soncya ci parametri mayut taki priblizni znachennya 4 Opis Znachennya dlya SoncyaMasova chastka vodnyu X s u n 0 73 displaystyle X mathrm sun 0 73 Masova chastka geliyu Y s u n 0 25 displaystyle Y mathrm sun 0 25 Vmist metaliv Z s u n 0 02 displaystyle Z mathrm sun 0 02 hocha neshodavni doslidzhennya pokazuyut sho menshi znachennya dlya Z s u n displaystyle Z mathrm sun mozhut buti bilsh prijnyatnimi 5 6 Metalichnist astronomichnih ob yektiv ne mozhna viznachiti bezposeredno Natomist vikoristovuyut nepryami metodi Napriklad sposterigach mozhe bezposeredno vimiryati vmist zaliza v galaktici napriklad vikoristovuyuchi yaskravist emisijnoyi liniyi todi porivnyati ce znachennya z modelyami shob ociniti zagalnu metalichnist Obchislennya Redaguvati Povna metalichnist zori chasto viznachayetsya cherez vmist zaliza Fe H Zalizo ne duzhe poshirenij element ale jogo vmist legko vimiryati za spektralnimi danimi u vidimomu diapazoni Spivvidnoshennya poshirenosti vimiryayetsya yak logarifm vidnoshennya poshirenosti zaliza v zori v porivnyanni z jogo poshirenistyu na Sonci F e H log 10 N F e N H s t a r log 10 N F e N H s u n displaystyle mathrm Fe mathrm H log 10 left frac N mathrm Fe N mathrm H right mathrm star log 10 left frac N mathrm Fe N mathrm H right mathrm sun de N F e displaystyle N mathrm Fe i N H displaystyle N mathrm H ce kilkosti zaliza i vodnyu na odinicyu ob yemu Odinicya vimiryuvannya yaku chasto vikoristovuyut dlya vimiryuvannya metalichnosti ce deks angl dex sho ye narazi nerekomendovanim skorochennyam dlya desyatkova eksponenta 7 Iz cim viznachennyam zori z bilshim vmistom metaliv nizh Sonce mayut dodatni znachennya metalichnosti a ti u yakih vmist metaliv menshij mayut vid yemni znachennya Osnovoyu logarifma ye 10 zori z metalichnistyu 1 mistyat u desyat raziv bilshe vazhkih elementiv nizh Sonce 101 I navpaki yaksho u zori metalichnist 1 to vona maye vdesyatero menshu chastku metaliv 10 1 a yaksho 2 10 2 to v sto raziv menshu i t d 8 Molodi zori Populyaciyi I mayut znachno bilshij vmist metaliv nizh starishi zori Populyaciyi II Zori zarodkovoyi Populyaciyi III mayut metalichnist menshu nizh 6 tobto chastka zaliza v miljon raziv mensha nizh na Sonci dzherelo Podibnij zapis vikoristovuyetsya i dlya okremih elementiv Napriklad zapis O Fe ye rizniceyu logarifma vmistu kisnyu v zori v porivnyanni z jogo vmistom na Sonci i takogo zh logarifma dlya zaliza O F e log 10 N O N F e s t a r log 10 N O N F e s u n displaystyle mathrm O mathrm Fe log 10 left frac N mathrm O N mathrm Fe right mathrm star log 10 left frac N mathrm O N mathrm Fe right mathrm sun log 10 N O N H s t a r log 10 N O N H s u n log 10 N F e N H s t a r log 10 N F e N H s u n displaystyle left log 10 left frac N mathrm O N mathrm H right mathrm star log 10 left frac N mathrm O N mathrm H right mathrm sun right left log 10 left frac N mathrm Fe N mathrm H right mathrm star log 10 left frac N mathrm Fe N mathrm H right mathrm sun right Sens cogo zapisu u tomu sho yaksho masa gazu rozbavlena chistim vodnem todi znachennya Fe H zmenshitsya bo stane menshe atomiv zaliza na kozhen atom vodnyu ale dlya vsih inshih elementiv X spivvidnoshennya X Fe zalishatsya nezminnimi I navpaki yaksho gazova masa otrimala pevnu kilkist kisnyu todi yiyi Fe H zalishitsya nezminnim a O Fe zbilshitsya Zagalom pevnij proces zoryanogo nukleosintezu zminyuye proporciyi lishe kilkoh elementiv abo izotopiv otzhe zrazok gazu z nenulovimi znachennyami X Fe mozhe signalizuvati pro pevnij yadernij proces Znachennya RedaguvatiMetalichnist ye indikatorom viku zori starishi zori mistyat menshe vazhkih elementiv 2 Pidvishena metalichnist mizhzoryanogo gazu stimulyuye zoreutvorennya zavdyaki efektivnishomu jogo oholodzhennyu 2 Metalichnist karlikovih galaktik pov yazana z yih masoyu 2 Imovirnist utvorennya planet u zir z bilshoyu metalichnistyu visha 9 Div takozh RedaguvatiZoryane naselennyaPosilannya Redaguvati Metalichnist zori Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 281 ISBN 966 613 263 X a b v g Himicheskaya evolyuciya gaza v galaktikah Arhivovano 3 lyutogo 2017 u Wayback Machine ros Vmist himichnih elementiv Astronomichnij enciklopedichnij slovnik za zag red I A Klimishina ta A O Korsun Lviv Golov astronom observatoriya NAN Ukrayini Lviv nac un t im Ivana Franka 2003 S 81 82 ISBN 966 613 263 X A Unsold B Baschek R C Smith C A Hein 1983 The New Cosmos Springer New York ISBN 978 0 387 90886 1 doi 10 1007 978 1 4757 1791 4 Arhiv originalu za 4 bereznya 2016 Procitovano 11 travnya 2016 The new solar abundances Part I the observations Communications in Asteroseismology January 2006 Arhiv originalu za 7 listopada 2015 Procitovano 25 chervnya 2013 Solar Heavy Element Abundance Constraints from Frequency Separation Ratios of Low Degree p Modes The Astrophysical Journal November 2007 Procitovano 30 chervnya 2013 R Rowlett July 2005 How Many A Dictionary of Units of Measurement University of North Carolina Arhiv originalu za 2 lipnya 2012 Procitovano 3 February 2015 John C Martin What we learn from a star s metal content New Analysis RR Lyrae Kinematics in the Solar Neighborhood Arhiv originalu za cherven 29 2016 Procitovano 7 veresnya 2005 Revealing A Universal Planet Metallicity Correlation For Planets of Different Sizes Around Solar Type Stars Arhivovano 2 zhovtnya 2017 u Wayback Machine angl Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Metalichnist amp oldid 36381070