Том 102, № 9 (2025)

В данной работе продолжен анализ модели расчета тепловой структуры аксиально-симметричного протопланетного диска, начатый в статье Павлюченкова (2024). В основе модели лежит известное диффузионное приближение с ограничителем потока (Flux Limited Diffusion, FLD) с отдельным расчетом нагрева прямым излучением звезды (далее — метод FLDs). В дополнение к описанной ранее модели FLDs с усредненными по длине волны непрозрачностями представлена реализованная нами мультидиапазонная модель mFLDs, где спектр теплового излучения разделен на несколько частотных диапазонов. Модель основана на неявной конечно-разностной схеме для уравнений диффузии теплового излучения, которая сводится к системе линейных алгебраических уравнений, записанных в гиперматричной форме. Предложен модифицированный метод Гаусса для обращения разреженной гиперматрицы исходной системы линейных уравнений. Описанные в статье результаты моделирования показывают, что радиальный профиль температуры из mFLD^s в экваториальной плоскости диска обладает переменным наклоном в соответствии с расчетом методом Монте-Карло. Модель mFLD^s также качественно воспроизводит неизотермичность распределения температуры по угловой координате вблизи экваториальной плоскости, что не обеспечивается методом FLDs. Однако между эталонными значениями температуры и результатами mFLDs остаются количественные различия. Эти отличия, вероятно, вызваны проявлением диффузионной природы приближения FLD. Показано также, что характерные времена прихода диска к тепловому равновесию в рамках модели mFLDs могут быть существенно короче, чем в FLDs. Это свойство необходимо учитывать при моделировании нестационарных процессов в протопланетных дисках в рамках моделей на основе FLD.

Более половины известных в настоящее время звезд имеют близко расположенные экзопланеты, промежуточные по размеру между Землей и Нептуном, называемые суперземлями и мини-Нептунами. Серия исследований California-Kepler Survey (CKS), в которой изучались данные миссии НАСА Кеплер, выявила бимодальное распределение планет с ( — радиус Земли) по радиусам — наблюдался недостаток планет с радиусами . В CKS не учитывались данные других миссий и экзопланеты, открытые нетранзитным методом. Все данные этой миссии ограничивались 2022 г. В настоящей работе исследовано распределение суперземель и мини-Нептунов с учетом всех известных к 2024 г. данных по экзопланетам из каталога НАСА. Были отобраны мини-Нептуны и суперземли с известными радиусами. Таких планет оказалось 937, из них планет с известной массой — 366. Поскольку радиус планеты может быть определен только транзитным методом, распределение по радиусам строится по данным транзитных планет, но, в отличие от CKS, берутся данные не только миссии Кеплер. Данные для остальных распределений выбраны независимо от метода их обнаружения и используемого телескопа. Нами показано, что современные данные наилучшим образом аппроксимируются распределением Гаусса с двумя пиками, которое описывает две популяции планет: каменистые (в дальнейшем суперземли) и экзопланеты с газовыми оболочками (экзопланеты, окруженные водородно-гелиевыми атмосферами, но состоящие преимущественно из тяжелых элементов — льдов и скальных пород, в дальнейшем — мини-Нептуны). Анализируется величина провала между популяциями в настоящее время. Показано, что провал заполняется равномерно с двух сторон, в CKS первый пик значительно меньше второго, то есть суперземель было меньше, чем мини-Нептунов. Возможно, за последнее время было открыто больше суперземель, из-за чего наблюдалась их нехватка в CKS. По теоретическим моделям зависимости массы от радиуса определен состав некоторых экзопланет.

Представлены результаты исследования корреляции между доплеровскими ширинами (FWHM) эмиссионных линий в спектрах тесных и ряда широких двойных звездных систем типа WR+OB и наклонением орбиты системы с целью поиска эффектов ориентации звездного ветра WR. Ширины исследованных линий не показывают корреляции с наклонением орбиты, существенных эффектов ориентации для ветра WR не обнаружено.

Жгутовые модели солнечных вспышек связывают явление квазипериодических пульсаций излучения вспышки с той параметрической катастрофой, которая возникает при выходе вершины скрученной магнитной петли (жгута) в корону. Резкое уменьшение внешнего давления заставляет продольное магнитное поле бессилового жгута стремиться к нулю на той магнитной поверхности, где ток меняет знак, при этом плотность азимутального тока и бессиловой параметр начинают неограниченно расти вблизи этой поверхности, приближаясь к разрыву. Токовая скорость электронов здесь неизбежно превысит скорость ионного звука, и возникнет плазменная неустойчивость. Рассеяние электронов на ионно-звуковых плазмонах резко (на 7 порядков) понизит проводимость плазмы и вызовет быструю, вспышечную диссипацию магнитной энергии жгута, т. е. уменьшение амплитуды поля и токов и, соответственно, расширение сечения жгута. Так будет сформирован первый пик излучения вспышки. При этом вращающий момент (torque), приложенный к каждому сечению скрученного жгута, будет сильно ослаблен в области энерговыделения. В равновесии torque должен быть одинаков вдоль всей длины петли, поэтому возникнет перенос потока азимутального поля альвеновскими волнами из ног петли к ее вершине. Выравнивание torque вдоль оси жгута возвратит жгут в первоначальное состояние, после чего формируется второй пик вспышечного излучения, и процесс повторяется несколько раз, пока запас связанной с токами свободной магнитной энергии во всей петле значительно не уменьшится. Колебания радиуса сечения жгута, сопровождающие пики его излучения, представляют собою специфический тип колебаний системы с переменной во времени жесткостью: в них сильно меняется напряженность магнитного поля, обеспечивающая возвращающую силу. Расчет таких колебаний позволяет добиться не только качественного, но и количественного соответствия теоретической модели и наблюдательных данных.