5. Необычные (пекулярные) звёзды

Переменные и нестационарные З. Из З.с необычными св-вами наиболее изучены физ. переменные звёзды, блеск к-рых меняется регулярным или нерегулярным образом.

Для каждой галактической подсистемы характерны различные типы звёздной переменности. Так, короткопериодические переменные типа RR Лиры встречаются только в сферич. подсистемах, их иногда и наз. переменными типа шаровых скоплений. У переменных З. типа цефеид существует зависимость между периодом и светимостью, к-рая имеет очень большое значение для определения расстояний до З. и галактик.

Механизм, обусловливающий нестационарность З., может быть различным. Для переменных З. типа цефеид - это пульсации, сопровождающиеся изменением размеров, плотности и температуры.

Для нек-рых типов переменных З. нестационарные явления связаны с выходом на поверхность З. ударных волн, возбуждаемых, по-видимому, турбулентными движениями в их конвектив-ных зонах. Для вспыхивающих З. важную роль может играть эл.-магн. активность в атмосфере З. (см. Вспышки на Солнце). Переменность З. типа Т Тельца может создаваться горячими конвективными элементами. Важную роль в объяснении переменности З. этого типа и особенно З. типа FU Ориона (фуоров) может играть неустойчивость аккреционного диска, вероятно существующего около этих молодых З.

Только для нек-рых типов З. удалось связать нестационарные явления с определёнными стадиями их эволюции. Так обстоит дело с пульсациями цефеид, RR Lyr, d Scu, возбуждение к-рых связано с существованием в них зоны неполной ионизации гелия (см. Пульсации). Та же причина, вероятно, вызывает пульсации "холодных" З. типа Миры Кита. З. этого типа быстро теряют вещество, превращаясь в белые карлики. Среди горячих З. также найдены З., спектры к-рых говорят о существовании плотных протяжённых оболочек и интенсивной потере вещества (см., напр., Вольфа - Райе звёзды.).

Однако не всегда нестационарность имеет внутренние причины. Изучение новых З. показало, что они принадлежат к тесным двойным системам и вспышки их связаны с перетекани-ем газа от одной из З. на её близкого соседа, в вырожденной водородной оболочке которого время от времени происходят термоядерные взрывы.

Нестационарность т. н. симбиотич. З. объясняется тепловыми вспышками в водородном слое аккрецирующего белого карлика - спутника красного гиганта, быстро теряющего вещество. Часть этого вещества захватывается карликом и вызывает вспышки.

Происхождение и нек-рые св-ва массивных З. с высокими пространственными скоростями, З. Вольфа - Райе в двойных системах, рентг. источников в двойных системах объясняются в рамках теории эволюции тесных двойных звёзд с большой массой.

Магнитные переменные. Очень важную и во многих отношениях ещё загадочную группу образуют пекулярные З. класса Ар. У них, как правило, существуют сильные переменные магн. поля, вследствие чего эти З. наз. магнитными переменными (см. Магнитные звёзды). В то же время для них характерны своеобразные и пока не объяснённые аномалии хим. состава. Объяснение св-в магн. переменных - одна из важнейших задач теоретической астрофизики.

Аномалии хим. и изотопного состава. Изучение спектров позволило накопить обширный материал о хим. составе звёздных атмосфер. Поскольку прямых данных о составе вещества в недрах З. нет, обычно принимают, что он близок к составу их атмосферы. Для громадного большинства З. химический состав оказывается примерно одинаковым и отвечаетраспространённости элементов в космосе.

Но в ряде случаев отмечаются разнообразные аномалии хим. состава. Помимо уже упоминавшихся магн. переменных аномальный хим. состав имеют прежде всего все З. побочных спектр. классов: к классам R, N относятся углеродные З., обозначаемые С, к классу S - З. с повышенным содержанием титана и циркония. В атмосферах ряда З. класса N обнаружены линии технеция, все изотопы к-рого неустойчивы и имеют период полураспада, не превышающий 2,6 млн. лет. Аномалии хим. состава З. побочных спектр, классов могут быть объяснены конвективным перемешиванием, приводящим к выносу на поверхность продуктов ядерных реакций из выгоревшего ядра З. Наличие Тc делает такое объяснение особенно правдоподобным. Таким же образом объясняют и повышенное содержание бария в нек-рых З. Отсюда следует, что все эти З. должны находиться на поздних стадиях эволюции и иметь гетерогенную структуру, что в общем согласуется с др. их св-вами. Однако З. с повышенным содержанием лития находятся ещё на ранних стадиях эволюции, что следует из принадлежности к ним З. типа Т Тельца. Уменьшение содержания лития в атмосферах З. в ходе их эволюции объясняют конвективным переносом его с поверхности в глубь З., где он разрушается при термоядерных реакциях.

Среди З. класса А встречаются т. н. металлич. З. (Am) с повышенным содержанием металлов. Большая часть З. этого типа входит в состав тесных двойных систем. З. типов Am в Ар можно объединить в группу З. с медленным вращением (см. Вращение звёзд).

Об изотопном составе вещества З. известно гораздо меньше. Наиболее обширные и надёжные данные об изотопном составе имеются для углерода в З. с низкой температурой поверхности, где он встречается в виде молекул.

В З. класса С обнаружено повышенное содержание тяжёлого изотопа углерода ¹³С. Его количество здесь составляет ок. ¹/₄ от общего содержания углерода (норм. значение  ¹/₉₀). Аномальное значение ¹/₄ близко к тому, какого следует ожидать в зоне протекания углеродного цикла ядерных реакций. Т. о., и эта аномалия хорошо объясняется конвективным выносом продуктов ядерных реакций из центральной зоны на поверхность З.

Совершенно исключительные аномалии изотопного и хим. состава обнаружены в звезде 3 Кентавра А. Общее содержание гелия в ней необычайно мало: 2,3% от водорода, причём этот гелий состоит на 84% из ³Hе, к-рый на Земле присутствует лишь как ничтожная примесь. Содержание фосфора в этой З. в 100 раз, галлия в 8000 раз, а криптона в 1300 раз выше нормы, а кислорода в 6 раз ниже нормы. Эта З.- одна из величайших загадок для ядерной астрофизики. Исключительное значение для теории эволюции З. имеет ядро планетарной туманности FG Sge. С 1955 г. её спектр изменился от В4Iа до F6Ia при почти постоянной болометрич. звёздной величине. Нерегулярные до 1970-х гг. флуктуации её блеска сменились на полурегулярные в 1970-х гг., когда З. достигла полосы колебательной неустойчивости цефеидного типа. В 1965 г. в спектре обнаружены линии элементов - продуктов медленного захвата нейтронов ядрами: Ва, Рm, Zn. Их содержание со временем непрерывно увеличивается. Все эти особенности связывают с тепловой вспышкой гелиевого слоевого источника в остывающем ядре планетарной туманности.

Исследование ядра FG Sge крайне важно для изучения многих проблем: образования планетарных туманностей, синтеза хим. элементов в З., перемешивания вещества в З., нестационарных пульсации цефеидного типа.