[拼音]:hengxing daqi moxing
[外文]:model of stellar atmosphere
描述恒星大气内各个物理量(如温度、密度、气体压力、电子压力等)随大气深度的分布规律的理论模型。建立恒星大气模型是恒星大气理论的主要课题之一。为了建立恒星大气模型,先要给定恒星的有效温度Te(见恒星温度)、表面重力加速度 g和恒星大气的化学组成,还要假定恒星大气处于辐射平衡、局部热动平衡和流体静力学平衡状态。后者指作用于单位体积上的重力与压力(气体压和辐射压)梯度相平衡,即
式中Pg和Pr分别为气体压力和辐射压力,h为线深度,ρ为物质密度,塢为平均吸收系数,它是电子压力Pe和温度T的函数,τ 为由塢确定的光学厚度,σ 为斯忒藩-玻耳兹曼常数。
流体静力学平衡条件确定了四个变量Te、Pe、Pg和τ 之间的第一个关系。利用Pe和Pg的定义式和关于电子密度的公式(可由已知的化学组成和热动平衡关系得到)可以消去电子密度,得到Te、Pe、Pg三者之间的第二个关系。把这两个关系式连同由辐射平衡理论导出的温度分布规律(见辐射转移理论)共三个关系式联立起来,运用数值积分法,就能得到气体压力Pg和电子压力Pe随深度的分布。原有的温度分布是已知的。物质密度 ρ的分布,也可由通常的物态方程及Pe和Te的分布以及已知化学组成导出。
大气模型的计算通常采用逐次近似的方法。从温度的第一近似分布出发,采用上述基于流体静力学平衡的方法,计算其他物理量的第一近似分布。再由各物理量的第一近似分布,选用推求温度分布的逐次近似方法,导出温度的第二近似分布。重复上述步骤计算其他物理量的第二近似分布,依此类推。逐次近似的准则是保证之后得到的总辐射流不随深度变化,因为这是辐射平衡所要求的。
目前已计算出大量的各类光谱型的恒星大气模型。对于一些著名的恒星如天琴座 α、天鹅座α、大犬座α、小犬座 α 和鲸鱼座δ 等,已建立了各自特有的大气模型。对于太阳,除了有理论的大气模型外,还有经验的大气模型。它的温度分布规律是直接由观测到的太阳临边昏暗规律导出的。此外,还研究了偏离辐射平衡和局部热动平衡的大气模型以及非均匀的、带有湍动、对流和振动的大气模型。
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