ИСТИНА

Основным направлением исследований является применение результатов гелиосейсмического анализа данных о колебаниях и волнах внутри Солнца для развития представлений о ключевых физических процессах в солнечной плазме, которые лежат в основе моделирования строения и эволюции Солнца и звезд. Основными изучаемыми процессами физики плазмы являются: непрозрачность и коэффициенты переноса тепла; уравнение состояния слабонеидеальной солнечной плазмы с учетом химической многокомпонентности; кинетика ядерных реакций в недрах Солнца и теоретические расчеты потока солнечных нейтрино. Кроме того, важнейшую роль играет развитие диффузионных механизмов перераспределения и химической сегрегации вещества в течение эволюции с учетом процессов конвективного перемешивания. Астрофизическую часть исследований составляет теория строения и эволюции Солнца и звезд главной последовательности с массами, близкими к солнечной. Целью является построение гелиосейсмической модели Солнца и ее обобщение на эволюционную последовательность звездных моделей.

1. Проведена калибровка содержания тяжелых элементов и уравнения состояния в конвективной зоне Солнца с использованием метода групповых скоростей поверхностных волн. Полученные результаты подтверждают ранние наши выводы о том, что данным наблюдений соответствуют модели с низким содержанием тяжелых элементов (Z=0.01). Также модели с уравнением состояния SAHA-S позволяют лучше воспроизвести профиль адиабатической сжимаемости вещества в конвективной зоне по сравнению с моделями с уравнением состояния OPAL. (Воронцов С.В., Батурин В.А., Аюков С.В.) 2. Исследовано происхождение и развитие ступенек в профилях химического состава, находящихся между областями конвективного перемешивания и стационарной лучистой зоной. Такие ступеньки образуются в результате взаимодействия механизмов диффузионной сегрегации и конвективного перемешивания. Их величина оказывается связанной для профилей содержания различных элементов. Если ступенька размыта в течение эволюции, под основанием конвективной зоны образуется область градиента химического состава. На сегодняшний день модель со ступеньками химического состава является, по нашему мнению, единственной возможностью для принятия результатов low-Z без пересмотра классических преположений о строении и эволюции звезд ГП (Батурин В.А., Горшков А.Б., Орешина А.В.) 3. Выполнено моделирование строения и эволюции области частичного конвективного перемешивания (овершутинга) с помощью коэффициентов градиентной диффузии. Получены оценки толщины области овершутинга в современном Солнце по кривой инверсии градиента скорости звука. Так же получены оценки скорости перемешивания в более глубокой области тахоклина(Батурин В.А., Горшков А.Б.) 4. Построена эволюционная модель Солнца с гелиосейсмически калиброванными (и отличающимися от стандартных значений) параметрами конвективной зоны – содержанием гелия Y=0.25, тяжелых элементов Z=0.01, и массового параметра m_75. При этом Z в лучистой зоне и ядре соответствует стандартному значению 0.018. Показано, что эволюционая модель КЗ Солнца с такими параметрами возможна и имеет профиль скорости звука, близкий к гелиосейсмическому. Построена модель современного Солнца с оптимально близким к гелиосейсмическому профилем скорости звука и калиброванными параметрами конвективной зоны. Такая модель требует искусственных модификаций непрозрачности, а также модификаций в строении ядра. (Аюков С.В.) 5. Рассмотрен вопрос о массовом параметре m_75 (определяется как масса внутри сферы радиуса r=0.75) в моделях Солнца. Найдено, что стандартные модели (например, Model-S) имеют более «легкие» конвективные оболочки, относительно значения, полученного в гелиосейсмической калибровке (m_75_hs=0.9822). Для моделей с высоким содержанием тяжелых элементов Z=0.018 m75=0.9824-0.9826, что относительно близко к требуемому значению, в то время как модели с низким Z=0.012 дают несогласующий результат m>0.9830. Результат является еще одним свидетельством в пользу высокого содержания тяжелых элементов в лучистой зоне и ядре Солнца. (Батурин В.А., Аюков С.В.) 6. Выполнено моделирование показателя адиабатической сжимаемости УрС OPAL05 (физическая картина) с помощью модели УрС SAHA-S (химическая картина). Показано, что для условий внутри Солнца оба подхода дают близкие результаты, в пределах точности расчетных алгоритмов. Построены таблицы УрС с одинаковыми химическими составами и проведена проверка чувствительности результатов калибровки к малым вариациям химического состава. Результаты калибровки остались практически неизменными – в частности, общее оптимальное содержание тяжёлых элементов все равно очень низкое. (Батурин В.А., Аюков С.В.) 7. Рассмотрена эволюция лития в конвективной зоне Солнца для объяснения его наблюдаемого низкого фотосферного содержания, которое в 160 раз меньше, чем в метеоритах. В эволюционной модели (без дополнительного перемешивания под дном конвективной зоны) содержание лития уменьшается примерно в 7 раз, причём основное выгорание происходит на раннем этапе до главной последовательности. Выполненный анализ градиента скорости звука свидетельствует о том, что область дополнительного перемешивания под дном КЗ простирается на глубину до 9.6% солнечного радиуса. Учет такого дополнительного перемешивания на стадии главной последовательности приводит к уменьшению содержания лития лишь на 5%. Показано, что низкое наблюдаемое обилие лития на Солнце может быть объяснено наличием овершутинга (18% шкалы давления) на раннем этапе эволюции. (Батурин В.А., Орешина А.В., Горшков А.Б.) 8. Изучено влияние ранней эволюции конвективной зоны на область градиента содержания водорода X под конвективной зоной. Показано, что след, образующийся в профиле X вследствие перемещения границы конвективной зоны, эффективно замывается вследствие градиентной диффузии. (Батурин В.А., Горшков А.Б.) 9. Разработана методика прогноза солнечной активности на протяжении будущего 11-летнего цикла. Для прогноза используются «вековые» вариации амплитуды циклов и эмпирические связи между параметрами соседних циклов. Математические формулировки этих закономерностей получены для последовательности функций, аппроксимирующий каждый цикл тремя параметрами. Результатом прогноза является такая же функция для предстоящего цикла. (Рощина Е.М., Сарычев А..) 10. Продолжена работа по моделированию строения и эволюции звезд при помощи программного кода MESA, развиваемого в рамках международного консорциума. Программный код активно используется в астрофизическом практикуме (Миронова И.В.)