Зірки-лазери

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

У спектрах деяких дуже гарячих зірок (наприклад, таких, як зірки типу Вольф — Райє та ядра планетарних туманностей) спостерігається дивна особливість: лінія випромінювання іонізованого гелію з довжиною хвилі 4686 А надзвичайно яскрава. Декілька років тому англійський вчений Г. Мензел висунув ідею про те, що атмосфера таких зірок випромінює як природний газовий лазер.

Припущення це залишалося недоведеним доти, доки канадські вчені І. Варшні та С. Лам не підтвердили його розрахунками.

Канадські вчені будували моделі атмосфери дуже гарячих зірок. Газ у таких атмосферах розширюється з великою швидкістю, щільність швидко падає, у плазмі бурхливо протікають процеси рекомбінації та речовина остигає.

Згідно з розрахунками І. Варшні та С. Лама, в атмосфері створюються умови для того, щоб верхні енергетичні рівні іонів гелію виявилися заповненими більше ніж нижні. Виникає «підсилювальне» газове середовище — таке, як у звичайних газових лазерах.

Випромінювання гелію на хвилі 4686 А змушує випромінювати на тій же частоті збуджені атоми. Атмосфера зірки стає своєрідним підсилювачем випромінювання.