Количественный анализ метеорных спектров. Метод кривых роста
Перейдем к вопросам количественного анализа метеорных спектров. Первые попытки их количественной обработки были предприняты П. Миллманом еще в 1932— 1935 гг. [395—397]. Для фотометрической калибровки спектров метеоров использовались получаемые па том же негативе спектры звезд, по которым строилась характеристическая кривая. Для оценки температуры возбуждения П. Миллман использовал в этих работах глазомерные оценки интенсивности линий железа, сделанные в 1913—1922 гг. А. Кингом в известной печи Кинга, и определял Тв по отношению интенсивностей трех муль- типлетов с высоким потенциалом возбуждения (4,3 -ь "г- 4,6 эВ) и двух — с низким (2,9 эВ). Метод Миллмана использовал в 1949—1951 гг. Дж. Рассел [457], подтвердивший вывод Миллмана об уменьшении возбуждения во вспышкдх и росте его со 238 ГЛ. IV. СВЕЧЕНИЕ И СПЕКТРЫ МЕТЕОРОВ скоростью и светимостью метеора. Более совершенный метод был разработан в 1955 г. А. Куком и П. Миллма- ном [306]. Метод предусматривает учет ряда инструментальных эффектов: фотометрической ошибки поля, спектральной чувствительности аппаратуры и т. д. Получаемые из измерений с учетом этих эффектов относительные интенсивности линий переводятся затем в абсолютные интенсивности по формуле ^абс — """о"" 'отн? (^4.1) где S — коэффициент приведения к монохроматическому потоку излучения от звезды класса АО V, к — коэффициент, учитывающий различие экспозиций метеора и звезд сравнения. С помощью этого метода А. Кук и П. Мил- лман [306, 401] получили распределение энергии в континууме спектров двух метеоров и абсолютные интенсивности некоторых линий. Метод Кука и Миллмана был применен затем В. А. Смирновым [204] при обработке двух спектров Пер- сеид. Были прослежены изменения интенсивности ряда линий вдоль пути метеора и получены переводные коэффициенты к и S для перевода интенсивностей в абсолютные. Критикуя метод Кука и Миллмана, В. А. Смирнов отдал предпочтение использованию лабораторных стандартов для калибровки и стандартизации метеорных спектров, что и .было осуществлено им в дальнейшем в ряде работ [205, 207]. Большая разница экспозиций метеора и звезд (на три порядка) требует, в случае использования звездных стандартов, определения показателя Шварцшильда на всем диапазоне экспозиций (поскольку этот показатель может сам зависеть от экспозиции). В работе [207] В. А. Смирнов сравнил результаты, полученные обоими методами, и получил расхождения в населенности верхних уровней в пределах порядка. Метод, близкий по идее методу Кука и Миллмана, использовали в предварительной обработке спектра S 6 болида 13 сентября 1960 г. 3. Цеплеха и Я. Райхль [286]. Однако они не вводили поправки за отклонение от закона взаимозаместимости, т. е. принимали показатель Шварцшильда р = 1. В их работе получены интенсивности 166 линий и вычислен коэффициент перевода их в абсолютные единицы (эрг/с). § 24. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ МЕТЕОРНЫХ СПЕКТРОВ 239 В 1963 г. Г. Олеак [416] попытался применить газодинамический подход к обработке спектра яркого метеора — 5"\5, сфотографированного 13 августа 1958 г. 3. Цеп- лехой, Я. Райхлем и Л. Сегналом [283]. Спектр был получен в интервале высот 72—57 км. И хотя размеры метеороида были невелики (от 1 см в начале пути до 2 мм в конце), Г. Олеак использовал значения равновесной температуры и электронного давления за фронтом ударной волны, с помощью формул Больцмана и Саха рассчитал отношения интенсивностей СаП/Са1, Mgll/Mgl, Call/Nal и Mgl/Nal и изменение интенсивностей ряда линий с высотой. Получив удовлетворительное согласие с наблюдениями, Г. Олеак рассчитал далее изменение интенсивностей излучения в линиях Cal, Call, Mgl, Mgll и Nal вдоль всего пути метеора, после чего суммировал их (с учетом спектральной чувствительности пластинки) и получил кривую, близкую к наблюдавшейся (если отвлечься от быстрых колебаний блеска метеора). Результаты Олеака могут вызвать удивление, поскольку столь малое тело вряд ли образует ударную волну с равновесным состоянием газа за фронтом, а температура излучающих паров примерно на порядок ниже рассчитанной им температуры сжатого слоя. Однако интенсивность излучения паров определяется теми же параметрами (скоростью, плотностью атмосферы и радиусом тела), что и использованные Олеаком. Если же учесть, что кривые Олеака имеют произвольный нуль-пункт, близкое их согласие с наблюденной кривой не столь удивительно, как может показаться с первого раза. Значительный шаг вперед в количественном анализе метеорных спектров был сделан в Д964 г., когда 3. Цеп- леха [289] применил метод кривых роста. Этот метод, давно и широко применяемый в физике Солнца и звезд, состоит в следующем. Пусть мы имеем излучающий объем газа, для которого справедливо предположение о локальном термодинамическом равновесии. Тогда интенсивность излучения iv на частоте v профиля спектральной линии, в расчете на 1 см2 излучающей поверхности, на единицу телесного угла и единичный интервал частот, будет равна iv = Sv(l-e~Tv), (24.2) 240 ГЛ. IV. СВЕЧЕНИЕ И СПЕКТРЫ МЕТЕОРОВ где By, — функция Планка, tv — оптическая толщина, которая в случае однородного слоя равна tv = kvlnu (24.3) К — коэффициент поглощения на 1 атом, I — длина излучающего столба сечением 1 см2, щ — число атомов в нижнем возбужденном состоянии.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Количественный анализ метеорных спектров. Метод кривых роста» з дисципліни «Фізика метеоритних явищ»
