меню Help

Блок PHYSTAB

Описание процедуры подготовки тaблиц физичecкиx дaнныx PHYSTAB

Блок PHYSTAB, самостоятельно, без вашего участия, осуществляет подготовку некоторых физических таблиц, а именно таблицу коэффициентов непрозрачности, таблицу термодинамических величин, связанных с уравнением состояния и таблицу скоростей ядерных реакций. Так как моделирование звезд сильно зависит от заданной в этих таблицах физики, то остановимся на них более подробно, хотя вам и не придется их рассчитывать самостоятельно.

Начальный химический состав звезды задается двумя величинами: массовой долей водорода X и массовой долей элементов тяжелее гелия Z. Очевидно, что X+Y+Z=1, где X - массовая доля водорода, Y - массовая доля гелия и Z - массовая доля тяжелых элементов.

После того как вы задали начальный химический состав, программа производит следующие подготовительные действия:

Первым шагом в блоке PHYSTAB является вычисление коэффициента непрозрачности вещества κ. Коэффициент κ является функцией температуры и плотности при заданныз X и Z. Эта небольшая таблица, получается путем интерполяции уже существующих внутри программы таблиц непрозрачности Кокса А. и Стюарта Дж. (Научн. информ. Acтpoн. coвeтa AH CCCP, 1969, вып.15, c.5-103). Таблицы Кокса и Стюарта вычислены для двадцати различных химических составов (0.0004 ≤Z≤0.04 и 0 ≤ X ≤1-Z). Для рассчета коэффициентов электронной теплопроводности используются таблицы Хаббарда У. и Лэмпа М. (Astrophys.J. Suppl., 1969, v.18, p.297), а также формула, аппроксимирующая числовые данные Кануто В. (Astrophys.J., 1970, v.159, p.641-652) для него же.

Вторым шагом в блоке PHYSTAB является вычисление таблицы термодинамических функций для трех эволюционно обусловленных химических составов (начальный химический состав, чистый гелий и чистый углерод), а также, вычисление массива скоростей нейтринных потерь энергии. Значения термодинамических функций можно найти, если задана модель уравнения состояния вещества. В STEV используются две модели уравнения состояния:

  1. Уравнение состояния для невырожденного газа, с произвольной степенью ионизации водорода и гелия, и диссоциации (молекулярного водорода), с учетом излучения, применялось при T <= 5 .105, , т.е. фактически только при расчетах моделей звездных оболочек;
  2. Уравнение состояния идеального газа с любой степенью вырождения и релятивизации электронной компоненты и с учетом излучения бралось при T > 5.105 , т.е. при нахождении структуры внутренних слоев.

Таблица значений давления, внутренней энергии, а также их производных по T и ρ для идеального электронного газа была рассчитана Б.Пачинским по классическим формулам, приведенным в книге С.Чандрасекара (Введение в учение о строении звезд. M.: ИЛ, 1950, 476 с.). Скорость потери энергии на излучение нейтрино, определялась в соответствии с работой Beaudet G., Petrosian V., Salpeter E.E. Astrophys.J., 1967, v.150, p.979-1000.

Третьим шагом блока PHYSTAB является расчет энерговыделения в водородных ядерных реакциях, в реакциях горения гелия, углерода и кислорода. Для этого были использованы следующие статьи:

  1. Fowler W.A., Caughlan G.R., Zimmerman B.A. Ann. Rev. Astron. Astrophys., 1975, v.13, p.69-112
  2. Harris M.J., Fowler W.A., Caughlan G.R., Zimmerman B.A. Ann. Rev. Astron. Astrophys., 1983, v.21, p.165-176).
  3. Clayton D.D. Principles of stellar evolution and nucleosynthesis. N.Y. McGraw-Hill, 1968.

Факторы электронного экранирования, для реакций горения гелия, углерода и кислорода вычислялись по работе Graboske H.C., de Witt H.E., Grossman A.S., Cooper M.S. Astrophys.J, 1973, v.181, p.457-474. После подготовки всех этих таблиц можно приступать собственно к расчету моделей и треков звезд, т.е. переходить к блокам ZAMS и TRACK.

Запуск блока PHYSTAB