Непрерывное поглощение и депрессия в спектре Солнца в области λ = 650...820 нм

Abstract

Приведены результаты расчетов поперечных сечений основных процессов, формирующих непрерывное поглощение в фотосферах звезд типа Солнца (фотоионизация ионов и возбужденных атомов водорода, поглощение фотонов «свободными» электронами, находящи-мися в частично ионизованной плазме фотосферы) в видимой и ближней ИК-области спектра. Введено эффективное поперечное сечение водорода, соответствующее наблюдательным данным либо результатам лабораторного эксперимента, и установлено его немонотонное спектральное поведение в области λ = 650...820 нм, обусловленное фотоионизацией возбужденных атомов водорода. Для плоскопараллельной модели Солнца рассчитан коэффициент непрерывного поглощения как функция длины волны и координаты kc(λ|z) и впервые исследованы его спектральные особенности в указанной выше области спектра, обусловленные структурой эффективного поперечного сечения. Исследована спектральная зависимость интенсивности излучения центра солнечного диска в непрерывном спектре в области λ = 600...900 нм. Результаты расчета сопоставлены с современными наблюдательными данными. Показано, что отклонение наблюдаемой интенсивности излучения от распределения Планка (депрессия) вызвано процессами фотоионизации возбужденных атомов водорода, находящихся в состояниях с главным квантовым числом n = 3. Среднее относительное отклонение в области λ = 650...820 нм составляет приблизительно 4 %. Установлено, что для звезд типа Солнца величина эффекта депрессии существенным образом зависит от эффективной температуры фотосферы звезды.

Наведено результати розрахунку поперечних перерізів основних процесів, що формують неперервне поглинання у фотосферах зір типу Сонця (фотоіонізація іонів та збуджених атомів водню, а також поглинання фотонів «вільними» електронами, що перебувають у частково іонізованій плазмі фотосфери) у видимій та ближній ІЧ-області спектру. Введено ефективний поперечний переріз водню, який відповідає спостережуваним даним або результатам лабораторного експерименту, і встановлено його немонотонну спектральну поведінку в області λ = 650...820 нм, зумовлену фотоіонізацією збуджених атомів водню. Для плоскопаралельної моделі Сонця розраховано коефіцієнт неперервного поглинання як функцію довжини хвилі і координати та вперше досліджено його спектральні особливості у згаданій вище області спектру, зумовлені структурою ефективного поперечного перерізу. Досліджено спектральну залежність інтенсивності випромінювання центра сонячного диску в неперервному спектрі в області λ = 600...900 нм. Результати розрахунку зіставлено із сучасними спостережуваними даними. Показано, що відхилення спостережуваної інтенсивності випромінювання від розподілу Планка (депресія) зумовлене процесами фотоіо-нізації збуджених атомів водню, що перебувають у станах з головним квантовим числом n = 3. Середнє відносне відхилення в області λ = 650...820 нм складає приблизно 4 %. Встановлено, що для зір типу Сонця величина ефекту депресії має суттєву залежність від ефективної температури фотосфери зорі.

The results of the calculation of cross-section of the basic processes (photoionization ion , excited hydrogen atoms and absorption of the photons by “free” electrons, that are in partially ionized plasma photosphere) which form continuous absorption in the photosphere of the Sun-type stars in the visible and infrared regions of the spectrum. The effective cross-section of hydrogen, that matches the observed data or the results of laboratory experiments was introduced. It was concluded that its non-monotonic behavior in the spectral region λ = 650—820 nm was caused by photoionization of excited hydrogen atoms. The continuous absorption factor for plane-parallel model of Sun was calculated as a function of wavelength and coordinates. For the first time it was investigated its spectral features in above-mentioned region of spectrum was stipulated by structure of effective cross-section. The spectral dependence of the radiation intensity of the center of solar disk in the continuous spectrum λ = 650—850 nm was investigated. The calculation results are in good agreement with observed data. It was shown that the deviation of the observed intensity radiation from the Planck distribution (depression) was caused by processes of photoionization of excited hydrogen atoms, that are in states with first quantum number n = 3. The averaged relative deviation in region λ = 650—820 nm is about 4 %. It was determined that the value of depression effect has a significant dependence on the effective temperature of the photosphere of the Sun-type stars.