Бальмеровский скачок
Ба́льмеровский скачо́к (англ. Balmer jump, Balmer discontinuity) — резкое изменение интенсивности непрерывного спектра (континуума) возле предела серии Бальмера для водорода с длиной волны 364,6 нм. Существуют также скачки и у пределов других серий, но этот находится в диапазоне длин волн, доступном для наблюдений с Земли, и поэтому он наиболее изучен.
Причиной скачка является сильное поглощение света с длиной волны короче предельной для серии Бальмера атомами водорода. Фотоны с меньшей длиной волны ионизуют атомы водорода со второго энергетического уровня (связанно-свободный переход), что создаёт непрерывный спектр поглощения на длинах волн менее 364,6 нм[1].
В некоторых случаях в области бальмеровского скачка может наблюдаться излучение в континууме, обычно в том случае, когда на самих линиях наблюдается сильная эмиссия[2][3]. В других спектральных линиях водорода также наблюдается поглощение излучения в связанно-свободных переходах, поэтому также есть разрыв континуума. Но чаще всего наблюдается бальмеровский скачок в ближнем ультрафиолете[4][5].
Интенсивность поглощения в области континуума и, следовательно, размер бальмеровского скачка, зависит от температуры и плотности в области, ответственной за поглощение. При малых температурах звёзд плотность сильнее всего влияет на величину скачка. Эту зависимость можно использовать для классификации звёзд на основе поверхностной гравитации и светимости[6]. У звёзд спектрального класса A эффект наиболее сильный, но у более горячих звёзд температура оказывает более сильное влияние на бальмеровский скачок, чем поверхностная гравитация[2][7].
Наблюдаемый у обычных звёзд бальмеровский скачок смещён в сторону более длинных волн на десятки ангстрем относительно предела серии Бальмера, у белых карликов — на сотни. Это вызвано температурным уширением линий.
Бальмеровский скачок также наблюдается у туманностей, но имеет противоположный эффект: их излучение имеет большую интенсивность на длинах волн короче 364,6 нм. Это связано с тем, что газ менее прозрачен на коротких длинах волн, а его излучение наблюдается на фоне тёмного неба.
Примечания[править | править код]
- ↑ Dimitri; Mihalas. Statistical-Equilibrium Model Atmospheres for Early-Type Stars. I. Hydrogen Continua (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1967. — Vol. 149. — P. 169. — doi:10.1086/149239. — .
- ↑ 1 2 A.; Slettebak; Stock, J. Classification of Early Type Stars of High Luminosity with Objective Prism Spectra of Low Dispersion. With 7 figures (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1957. — Vol. 42. — P. 67. — .
- ↑ Knigge, Christian; Long, Knox S.; Wade, Richard A.; Baptista, Raymundo; Horne, Keith; Hubeny, Ivan; Rutten, Rene G. M. Hubble Space Telescope Eclipse Observations of the Nova‐like Cataclysmic Variable UX Ursae Majoris (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1998. — Vol. 499. — P. 414. — doi:10.1086/305617. — . — arXiv:astro-ph/9801206.
- ↑ Liu, X.-W.; Danziger, J. Electron temperature determination from nebular continuum emission in planetary nebulae and the importance of temperature fluctuations (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press, 1993. — Vol. 263. — P. 256. — doi:10.1093/mnras/263.1.256. — .
- ↑ J. D.; Scargle; Erickson, E. F.; Witteborn, F. C.; Strecker, D. W. Infrared excesses in early-type stars - Gamma Cassiopeiae (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1978. — Vol. 224. — P. 527. — doi:10.1086/156400. — .
- ↑ Bessell, Michael S. Measuring the Balmer Jump and the Effective Gravity in FGK Stars (англ.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific : journal. — 2007. — Vol. 119, no. 856. — P. 605. — doi:10.1086/519981. — . — arXiv:0706.2739.
- ↑ P. A.; Crowther. The effective temperatures of hot stars // International Astronomical Union Symposium. — 1997. — Т. 189. — С. 137. — .