Введение к работе
Описание процессов переноса излучения,частиц,тепла и магнитных полей является традиционным объектом теоретической астрофизики. Особенно детально разработана .благодаря основополагающим работам В.А.Амбарцумяна,В.В.Соболева и С.Чандрасе-кара [ I -3 ] .теория переноса излучения.
Актуальность проблемы обусловлена открытием' таких объектов как квазары,пульсары,двойные рентгеновские источники и т.п., что поставило перед астрофизиками задачу описания процессов переноса различных полей в новых , не рассматривавшихся ранее физических условиях,в частности,потребовалось развить теорию переноса излучения в сильно замагниченных атмосферах. Открытие межзвёздной поляризации излучения звёзд,а также их собственной поляризации,привело к бурному развитию поляриметрических исследований в астрофизике,как возможности получения дополнительной информации о космических объектах. Отметим, что перенос излучения в анизотропных средах (эамагниченная плазма,ориентированная пылевая среда ) в принципе нельзя рассматривать без учёта поляризации излучения,т.к. в таких средах сечения рассеяния и поглощения,а также фазовые скорости света, сильно зависят от состояния поляризации излучения.
Обнаружение звёзд с пекулярными особенностями в распределении ряда элементов в атмосферах (Ар - звёзды ), а также звёзд с пятнистым распределением элементов и магнитного поля ( Ам - звёзды ),поставило перед теорией трудную задачу объяснения этих особенностей. В результате, астрофизики стали более внимательно и критично пересматривать проблемы диффузик примесных частиц,тепла и,особенно, магнитных полей в различных физических условиях. Особенно активно ведётся работа по объяснению магнетизма Солнца и планет [4 - 7 ].
' Целью работы является:
-
разработка теории переноса, излучения в сильно замагниченной разреженной плазме и обоснование на её основе нового метода определения магнитных полей горячих звёзд, и околозвёздных оболочек;
-
разработка нового метода вычисления диффузионных коэффициентов .описывающих перенос частиц,тепла и магнитных полей в турбулентных атмосферах с любым значением турбулентного числа Струхаля.
Новизна работы состоит в том,что впервые была разработана теория многократного рассеяния излучения в магнитоактивной разреженной плазме,позволившая вычислить интенсивность и поляризацию излучения,выходящего из полубесконечной плоскопараллельной атмосферы для различных типов источников излучения. На основе этой теории предложен новый метод определения магнитных полей в атмосферах горячих звёзд и околозвёздных оболочках,основанный на учёте интегрального вклада эффекта Фарадея поворота плоскости поляризации света при прохождении в замагниченной плазме.
Также впервые развит эффективный метод вычисления различных диффузионных коэффициентов,описывающих перенос примесных частиц,тепла и магнитного поля в турбулентных атмосферах, основанный на процедуре перенормировки исходных стохастических уравнений для функций Грина и явном учёте решений нелинейных уравнений для усреднённых функций Грина. Развитый метод пригоден для вычисления диффузионных коэффициентов в атмосферах с любым спектром энергии турбулентных движений и для любого возможного значения числа Струхаля,описывающего характерные скорость,время жизни и масштаб турбулентных пульсаций основной жидкости или газа.
Научно- практическое значение работы. Результаты,полученные в диссертации, используются при интерпретации наблюдатель-
ных данных как самим автором,так и другими исследователями. Они используются также для дальнейшего развития теории переноса излучения и теории диффузии в турбулентных средах.Предложенный эффективный метод решения нелинейных уравнений для функций Грина ,а также явные асимптотические формулы для них имеют существенное значение для проблемы описания мелкомасштабного динамо-магнитного поля в турбулентной среде. Развитая в диссертации методика рассмотрения турбулентной диффузии легко обобщается на-ряд других стохастических проблем. На защиту выносятся следующие основные положения:
-
разработка на основе принципов инвариантности и метода В.В.Соболева теории переноса излучения в замагниченной плазме и расчёт интенсивности и параметров Стокса для атмосфер с источниками излучения различного вида;
-
новый метод определения магнитного поля звёзд и околозвёздных оболочек,основанный на учёте вклада фарадеевского поворота плоскости поляризации в интегральную линейную поляризацию излучения ;
-
Новый метод расчёта диффузионных коэффициентов в задачах переноса примесных частиц,тепла и магнитных полей в турбулентных атмосферах,основанный на процедуре вывода перенормированного уравнения для функций Грина этих примесных полей и учёте при этом решений нелинейных уравнений для усреднённых функций Грина.
Апробация работы : Результаты работы докладывались на Международном симпозиуме " 40 лет принципам инвариантности " (Бюранан,октябрь 1981г. ), на первой Всесоюзной конференции " Поляриметрические методы в астрофизике " ( Крым,Кацивели.октябрь 1983г.), на Международных совещаниях ученых соц. стран " Физика пекулярных и магнитных звёзд" ( Рига,апрель 1985г.,САО АН СССР.окябрь 1987г.
.-4-
Потсдам,октябрь 1989г.),на конференции MAC " Магнитные и пекулярные звёзды", КрАО,октябрь 1986г.,на Меадународной школе "Плазменная астрофизика" ( Сухуми,май 1987г.),на семинарах в ФТИ им.А.Ф.Иоффе, на кафедре астрофизики ЛГУ,на кафедре теор. и матем. физики ЛГИ (Ленинград), в ИЗМИРАН (Москва), в ГАО АН СССР, в САО АН СССР и а_ряде других организаций. Часть работы опубликована в монографии А.З.Долгинова.Ю.Н.Гнедина и Н.А.Силантьева ^'Распространение и поляризация излучения в космической среде",М.,Наука,423 с.,1979г. Некоторые из работ вошли в цикл работ А.З.Долгинова.Ю.Н.Гнедина и Н.А.Силан тьева .удостоенный премии им. академика А.А.Белопольского Президиума АН СССР за 1987г.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения,трёх глав .заключения и списка цитируемой литературы из 89 наименований. Объем диссертации составляет 175 страниц .