ИСТИНА

Основным направлением исследований является применение результатов гелиосейсмического анализа данных о колебаниях и волнах внутри Солнца для развития представлений о ключевых физических процессах в солнечной плазме, которые лежат в основе моделирования строения и эволюции Солнца и звезд. Основными изучаемыми процессами физики плазмы являются: непрозрачность и коэффициенты переноса тепла; уравнение состояния слабонеидеальной солнечной плазмы с учетом химической многокомпонентности; кинетика ядерных реакций в недрах Солнца и теоретические расчеты потока солнечных нейтрино. Кроме того, важнейшую роль играет развитие диффузионных механизмов перераспределения и химической сегрегации вещества в течение эволюции с учетом процессов конвективного перемешивания. Астрофизическую часть исследований составляет теория строения и эволюции Солнца и звезд главной последовательности с массами, близкими к солнечной. Целью является построение гелиосейсмической модели Солнца и ее обобщение на эволюционную последовательность звездных моделей.

1) Продолжено исследование теории уравнения состояния звездной плазмы для использования в моделях звезд главной последовательности. 1.1) Проблема теории УрС состоит в описании термодинамики ионизационного перехода в условиях слабовырожденной и слабонеидеальной плазмы с высокой (внутренней) точностью и согласованностью в широком диапазоне температур. Для решения этой задачи нами развивался метод соответствия (или термодинамической проекции) «химического» и «физического» подхода к построению термодинамической реализации УрС. При этом квантово-статистические решения, основанные на ВВК-приближении в физической картине, применяются в рамках химической картины SAHA-S для общего описания ионизационных переходов всех элементов. (ВВК-второй вириальный коэффициент) Получены оценки статистической суммы по связанным состояниям в соответствии с решением Планка-Ларкина, а также Старостина-Рериха. Показана эквивалентность описания низкотемпературного ионизационного перехода для разных статистических сумм, являющаяся следствием «замораживания» возбужденных состояний. Найдена область проявления состояний рассеяния, где зависимость от формы статистической суммы проявляется в максимальной мере, хотя в солнечных условиях это проявление и невелико. (Батурин В.А.) 1.2) Для расширения области практического применения уравнения состояния SAHA-S и его интегрирования в эволюционные коды были разработаны оригинальные интерполяционные процедуры. Наш интерполятор основан на кубических B-сплайнах для набора термодинамических функций и дает гладкую интерполяцию по трем независимым переменным (T, Q(T,Rho), X). Также разработан программный интерфейс взаимодействия (модуль процедур) с эволюционным кодом CESAM2k, выполнено тестирование и получены сравнительные расчеты звездных треков. Показано, что уравнение SAHA-S3 обеспечивает более гладкие вычисляемые функции и их производные, что является важным для гелиосейсмических приложений. В настоящее время проводится работа по передаче кода авторам CESAM из обсерватории Ниццы, Франция. (Батурин В.А., Орешина А.В.) 2) Продолжено изучение проблемы содержания лития на Солнце и в солнечно-подобных звездах. Мы продолжили развитие нашей гипотезы о «замораживании» содержания лития в оболочке звезды в течение эволюции на ГП. То есть предполагая сохранение его содержания на уровне, который сформировался до главной последовательности, на короткой стадии формирования лучистого ядра (ARC-стадии). С использованием анализа градиента скорости звука и метода пост-модельных расчетов, получена оценка производной по времени содержания лития в современном Солнце, которая подтверждает гипотезу сохранения лития на ГП. (Горшков А.Б., Орешина А.В.) Рассмотрены наблюдательные данные о содержании лития в звёздах, являющихся двойниками Солнца. Двойниками Солнца называются звезды с близкими к солнечным значениями эффективной температуры, ускорения силы тяжести и содержания тяжёлых элементов, но возможно с разным возрастом. Выполнено сравнение наших теоретических расчётов эволюции лития с данными наблюдений, взятых из литературы. Наша гипотеза о горении лития на ARC-стадии эволюции и его «замораживания» на Главной Последовательности подтверждается существованием молодых (возраста 1-2 млрд. лет) звёзд с низким (как у Солнца) содержанием лития. Наблюдаемая дисперсия в обилии лития у солнечных двойников в возрасте 1-9 млрд. лет может быть объяснена за счёт различной глубины дополнительного перемешивания под дном конвективной зоны на ранней стадии эволюции. (Орешина А.В., Батурин В.А., Горшков А.Б.) 3) Продолжено исследование проблемы построения гелиосейсмической модели современного Солнца. Важным условием для гелиосейсмической модели является однозначно определенная модель конвективной зоны (КЗ). Среди гелиосейсмических параметров КЗ особую роль играет массовый параметр, определяющий как адиабату в основной части КЗ, так и массу, содержащуюся в конвективной зоне. По результатам сейсмической калибровки масса солнечной КЗ должна быть несколько больше, чем в стандартной модели. Была рассмотрена возможность построить эволюционную солнечную модель с увеличенной массой конвективной зоны за счет внесения изменений в ядро модели, а именно за счет увеличения сечения pp-реакции. Для повышения массы КЗ нужно увеличить сечение pp-реакции в диапазоне от 6% (для начальной модели с Z=0.018) до 15-20% (Z=0.011-0.013). Увеличение скорости ядерных реакций приводит к тому, что ядро становится холоднее и разреженнее. Это сильно влияет на потоки нейтрино. При сопоставлении модельных потоков с результатами измерений Borexino найдено, что увеличение сечения pp реакции на 15-20% (для модели с низким Z) приводит к слишком сильному охлаждению ядра. Что касается поведения скорости звука в лучистой зоне в моделях, то его изменения в зависимости от строения ядра не выражены решающим образом. Для модели с высоким Z скорость звука остается наиболее близкой к инвертированной. Можно заключить, что за счет изменения pp-реакции не удается построить эволюционную модель с большей массой конвективной в случае низкого содержания тяжелых элементов. Модель с высоким содержанием тяжелых элементов, с повышением сечения pp- реакции на 4.5% и понижением общей непрозрачности удовлетворяет требованиям на массу конвективной зоны и остается согласованной по профилю скорости звука в лучистой зоне. (Аюков С.В.)