Введение к работе
Общим названием "цефеиды" обычно объединяют классические цефеиды и звезды типа W Девы, рассматривая обе группы как аналоги, относящиеся к разным типам звездного населения. Здесь будут рассматриваться почти исключительно классические цефеиды, принадлежащие к числу объектов плоской составляющей Галактики. Цель работы и ее актуальность
Цефеиды ("классические" далее опускается) являются главными индикаторами расстояний, поэтому они всегда находились в центре внимания исследователей. В последние годы интерес к цефеидам возрос еще более, благодаря запуску космического телескопа имени Хаббла, программой наивысшего приоритета которого объявлена программа поиска цефеид в скоплении галактик в Деве для уточнения расстояния этого скопления с целью прямого определения постоянной Хаббла. Однако для успешного осуществления этого проекта нужны надежные данные о цефеидах нашей Галактики: прежде всего - это их светимости и различные наблюдаемые параметры.
Таким образом, одна из задач данной диссертационной работы -определение наблюдаемых фотометрических характеристик цефеид -является весьма актуальной.
Другая задача данной диссертации - использование цефеид для изучения структуры диска Галактики.
Наиболее удобным способом выяснения структуры галактического диска является изучение пространственного распределения молодых объектов, которые обладают высокой светимостью и надежными расстояниями. Такими объектами* наряду с рассеянными звездными скоплениями и 0В-ассоциациями» являются классические цефеиды. Во-первых, они являются сверхгигантами, то есть могут наблюдаться с больших расстояний. Во-вторых, для определения расстояний
- 4 -цефеид разработаны надежные методы, для применения которых требуются только двухцветные BV наблюдения; в этом отношении цефеиды имеют преимущество перед 0В-звездами и рассеянными скоплениями, так как для определения расстояний до этих объектов требуется осуществлять трехцветные UBV наблюдения, а для определения расстояний скоплений, к тому же, приходится измерять большое число слабых звезд. В третьих, цефеиды можно обнаружить по изменениям блеска на обычных снимках неба, даже если их блеск близок к предельному для этих снимков, в то время как для открытия таких же далеких скоплений требуются существенно более глубокие снимки, а для поиска ОВ-звезд нужны многоцветные наблюдения. Наконец, цефеиды достаточно молоды (их возраст не превосходит 100 миллионов лет) и принадлежат плоской составляющей Галактики - именно это обстоятельство и делает их пригодными для изучения структуры галактического диска.
До выполнения данной работы на северном небе оставалось свыше сотни цефеид, которые фотоэлектрически еще не наблюдались; кроме того, для нескольких десятков цефеид число имевшихся наблюдений было недостаточно для построения уверенных кривых блеска. Таким образом, перед нами открывалась возможность увеличить число цефеид с надежными расстояниями почти в полтора раза. Поэтому актуальность, нового изучения картины пространственного распределения галактических цефеид не вызывает сомнений.
Определение различных характеристик цефеид, установление их взаимосвязей, а также использование цефеид для изучения структуры диска Галактики - это типичные задачи звездной астрономии.
Как правило, решение звездно-астрономических задач требует огромного объема вычислений, связанного с обработкой больших
массивов информации. Обычно такая обработка ведется с использованием статистических зависимостей, и часто при уточнении старых или появлении новых зависимостей, а также при накоплении новых данных возникает необходимость переработки всей имеющейся информации. При ручных вычислениях такая процедура может занимать недели, а то и месяцы, поэтому такого рода работы прежде повторялись довольно редко.
С появлением ЭВМ проблемы вычислений свелись, главным образом, к проблеме занесения и хранения информации на машиночитаемых носителях, то есть в проблему создания банков данных. Дело в том, что набор программ, управляющий решением конкретной задачи, составляется единожды, а использоваться может много раз; возможная же модернизация вычислительного процесса, как правило, касается лишь его отдельных деталей и не требует больших затрат.
Создание банка наблюдательных данных о цефеидах для использования его в решении вышеназванных задач звездной астрономии является еще одним результатом данной диссертационной работы. Обладая таким банком данных, можно очень быстро повторить решение конкретной проблемы, доведя его вплоть до выдачи нужных графиков и таблиц, пригодных для опубликования, затратив на это всего несколько часов машинного времени.
Нигде в мире работы по созданию подобного банка данных о цефеидах не проводились, поэтому актуальность такого рода работ является очевидной.
Новизна работы
В процессе выполнения работы был получен ряд новых результатов: 1) Получен самый большой в мире ряд фотоэлектрических наблюдений
цефеид, содержащий 17760 UBVR-измерений блеска 259 звезд этого типа; при этом 113 цефеид ранее фотоэлектрически не наблюдались вообще, а для еще 29 цефеид благодаря нашим наблюдениям удалось построить уверенные кривые блеска.
-
Обнаружено, что 13 звезд, ранее числящиеся цефеидами, таковыми не являются.
-
Создан банк данных о цефеидах, включающий ~83500 фотоэлектрических наблюдений и -16100 измерений лучевых скоростей.
-
Разработана новая методика разделения суммарного блеска СЕ Cas (тесная визуально-двойная система, оба компонента которой являются цефеидами) на два колебания, что позволило уверенно определить фотометрические характеристики каждого компонента.
-
Разработана методика разложения наблюдаемого блеска бимодальной цефеиды на два колебания, и. определены параметры кривых блеска обоих колебаний всех известных бимодальных цефеид.
-
Обнаружено разбиение ансамбля бимодальных цефеид на две группы.
-
Предложена новая модификация метода Герцшпрунга, позволяющая повысить точность определения моментов максимального блеска цефеид.
-
Обнаружено, что циклические колебания остатков О-С вокруг некоторой средней линии, отвечающей прогрессивному изменению периода, сами являются результатом частых скачкообразных изменений периода.
-
Определены параметры кривых блеска, расстояния и пространственные координаты 363 цефеид.
10) Определены параметры локальной кинематики цефеид.
-
Уточнена зависимость период-светимость для цефеид.
-
Обнаружен градиент периодов (возраста) поперек рукава Киля-Стрельца.
-
Обнаружено (по цефеидам), что звездная составляющая диска Галактики следует искривлению газо-пылевого слоя.
-
Доказано, что большинство цефеид образуют комплексы, которые обладают сложной иерархической структурой.
-
Обнаружен ряд особенностей вертикальной структуры галактического диска на расстояниях до 3 кпк от Солнца.
Апробация работы Представленная работа отражает содержание 61 публикации. Практически все полученные результаты были представлены на совещаниях рабочих групп "Галактика" (Киев, 1985; Абастумани, 1986; Свердловск, 1987; Китаб, 1988) и "Скопления" (Свердловск, 1980 и 1987), на конференциях по переменным звездам (Одесса, 1980 и 1987), на заседаниях зимней школы "Физика галактик" (Саранск, 1984; Челябинск, 1987; Свердловск, 1988, 1989 и 1991г.), на конференции по звездной динамике (Петрозаводск, 1993), на коллоквиуме IAU No.134 "Нелинейные явления в звездной переменности" (Мито, 1992), на конференции по звездообразующим галактикам (о. Эльба, 1992) и неоднократно докладывались на семинарах по звездной астрономии ГАИШ.
На защиту выносятся:
результаты выполнения двенадцатилетней программы фотоэлектрических наблюдений цефеид: 17760 UBVR-измерений блеска для 259 цефеид;
банк данных о цефеидах;
разработка нового метода разложения наблюдаемых изменений блеска бимодальных цефеид на два колебания и результаты его
применения для изучения кривых блеска обоих колебаний всех известных бимодальных цефеид;
разработка нового варианта метода Герцтпрунга и результаты его применения для исследования изменяемости периодов ряда Цефеид;
разработка нового метода разложения наблюдений суммарного блеска тесной визуально-двойной системы СЕ Cas на два колебания и определение параметров кривых блеска обеих цефеид - компонентов СЕ Cas;
уточнение зависимости период-светимость для цефеид;
каталог фотометрических характеристик 363 цефеид;
обнаружение искривления диска Галактики и по звездной его составляющей;
выделение цефеидных комплексов методом кластерного анализа;
результаты изучения вертикальной структуры отрезка спирального рукава Киля - Стрельца;
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем диссертации - 172 страницы, включая 19 рисунков и 10 таблиц. Список литературы содержит 486 наименований.