Введение к работе
Работа посвящина спектроскопическому исследованию поля скоростей в атмосферах белых сверхгигантов HD 21291 В9 1а и HD 21389 АО [а.
АКТУАЛЬНОСТЬ ГЕНЫ. Исследование звезд наибольшей светимости
іредстар.ляет огромный интерес с точки зрения звездной и химической эволюции Галактики. Среди них особое место занимают горячие сверхгиганты. Несмотря на многочисленные работы, посвященные этим объектам, изучение их нестационарности является перспективным и многообещающим направлением исследований. Известно, что практически все ранние сверхгиганты являются спектральными, фотометрическими переменными, покагывагат изменения лучевых скоростей и темпов звездного зетра. Все эти явления могут быть связаны с пульсациями в атмосферах.
Еще в конце 50-х годов на оснбве длительных спектральных наб-іюдений было установлено, что большинство сверхгигантов B-F показы-зают изменения лучевых скоростей, напоминающие пульсации. Серийные ротометрические и некоторые спектроскопические работы в начале ''О-х :одов подтвердили эти предположения . Исследования 70-х и первой юдовины 80-х годов привели много аргументов в пользу радиальных и іерадиальннх пульсаций сверхгигантов. Были рассмотрены также воз-юхные механизмы накачки пульсаций. Обобщая результаты этих работ, южно сказать-, что основные особенности переменности сверхгигантов :ледующие:
наблюдаемые изменения светимости, лучевых скоростей, дифференциальных сдвигов, профилей и асимметрии спектральных линий, а также івездного ветра, с большой вероятностью вызываются пульсациями;
амплитуда изменений блеска увеличивается со светимостью звезды.
- 4 -Зависимость амплитуды от спектрального класса показывает маленький локальный максимум для ранних В- и сильное возрастание для красных сверхгигантов;
изменения являются циклическими, а не строго периодическими. Однако, циклы оказываются довольно стабильными;
существуют зависимости "период-светимость-цвет" с периодами от нескольких дней для В-, и до сотен дней - для красных сверхгигантов;
средний наблюдательный период обычно превышает значение Р для радиальных колебаний в основной моде. Это особенно характерно для ранних Б-сверхгигантов и указывает на нерадиальные пульсации;
ответственным за накачку пульсаций в ранних сверхгигантах считают давление излучения, а в желтых и красных сверхгигантах ведущую роль играют конвективные и турбулентные движения.
Следует отметить, что многие наблюдаемые особенности спектров сверхгигантов не находят пока еще полного и ясного физического обт>-яснения. С другой стороны, недостаток наблюдательных данных не позволяет выбрать тот или иной механизм накачки пульсаций. Поэтому полученные сведения о пульсационных свойствах сверхгигантов как с точки зрения наблюдений, так и теории более чем разноречивые. Существенно, что большинство особенностей переменности сверхгигантов установлены на основе непродолжительных фотометрических наблюдений, которые не давали информации о поле скоростей и его изменениях со временем. По этой причине такие принципиальные вопросы, как отличительные особенности пульсаций у сверхгигантов разных спектральных классов, у быстро- и медленно- вращающихся сверхгигантов, существование стабильных периодов и амплитуд колебаний, связь пульсаций со звездным ветром, выявление механизма, поддерживающего устойчивость разных видов колебаний у разных спектральных
классов и т.д., до сих пор остаются открытыми. Требуется дальнейший тщательный анализ движений в атмосферах сверхгигантов, включающий учет эффектов стратификации. Несомненно, детальное исследование лучевых скоростей в спектрах сверхгигантов может быть мощным инструментом для изучения структуры и динамики колеблющихся оболочек этих звезд, а также для развития теории звездных нерадиальных пульсаций и выявления их механизмов. ''
Исследования поля скоростей и их изменений со временем требуют не только длительных и непрерывных, но и качественных спектральных наблюдений. Наблюдательный материал должен обеспечивать, наряду со спектральным разрешением, достаточно высокий уровень отношения сигнал/шум. Такие спектральные наблюдения для белых сверхгигантов HD 21389 и HD 21291 были проведены на 2-м телескопе Иамахинской астрофизической обсерватории АН Азербайджана в фокусе кудэ.
Наш интерес к звездам HD 21291 H.HD 21389 связан с тем, что, во-первых, они выделялись среди белых сверхгигантов более определенным сходством с пульсирующими переменными. Было установлено, что их нестационарность, по-видимому, связана с квазипериодическими движениями типа пульсаций атмосферных слоев относительно центра массы звезды.
Во-вторых, для обеих звезд уже существовал раннее накопленный материал полученный с 1976 по 1980 гг.- на ОЗСП БТА, 2-м телескопе ШАО и Ондржейовской обсерватории Астрономического института АН Чехословакии.
В-третьих, эти звезды близкие по спектральному классу, обе при надлежат к ассоциации Саш OBI, их модули расстояний совпадают друг с другом и модулем, принятым для ассоциации . Определены лучевые скорости центра масс звезд в пространстве.
В-четвертых, эти звезды достаточно яркие - m = 4.3" и 4.7ю для
- в -HD 21291 и HD 21389, соответственно. Изучение проблем пульсации у подобных объектов с помощью 2-м телескопа с кудэ-спектрографом вполне доступно.
И, наконец, эти звезды являются объектами, подходящими для изучения вышеуказанных проблем еще и потому, что их спехтры в оптическом диапазоне богаты линиями, которые позволяют изучить кинематику атмосферы в широком диапазоне оптических глубин.
-
Получить для HD 21291 и HD 21389 высококачественный, однородный спектральный материал с высоким разрешением на длительном временном интервале, для отдельных продолжительных сезонов.
-
Применить комплексный метод, обеспечивающий однородность И ТОЧНОСТЬ измерения и редукции, а также первичной интерпретации лучевые скоростей на большом временной промежутке.
-
Детально исследоЕать изменения поля скоростей как со временем, так и с глубиной в атмосфере с помощью " кинематических разрезов " т.е. зависимостей лучевых скоростей линий от оптических глубин формирования их в атмосфере.
-
На основа полученных данных о лучевых скоростях методом гармонического анализа найти возможные "квазипериоды" или "характерные времена" движений слоев, существующих в атмосферах этих звезд.
В данной работе впервые: - выполнены однородные, высококачественные спектральные наблгадент с высоким разрешением для HD 21281 и HD 21389 на длительном временном промежутке (вместе с использованием ранее полученных спектрограмм) с 1976 по 1988 гг.
для HD 21291 и HD 21389 с применением нуль-пункта шкалы лучевых скоростей (лучевой скорости центра массы) твердо установлено, что в атмосферах этих звезд существуют движения типа радиальных пульсаций.
для HD 21291 и HD 21389 с помощью данных об оптических глубинах формирования линий в атмосфере изучено изменение дифференциальных сдвигов линий для широкого интервала оптических глубин. Установлено, что разные слои атмосферы у HD 21291 и HD 21389 двигаются независимо друг от друга.
методом гармонического анализа:
а) потверхдено существование движений типа радиальных пульсаций у
обеих звезд,
б) найдены значения периодов, амплитуд и средние значения лучевых
скоростей для разных слоев атмосферы,
в) установлено, что эти значения отличаются для разных слоев, но
они стабильны для данного слоя как для отдельных сезонов наблю
дений, так и на длительном временном интервале,
г) найдено, что у HD 21389 в самых верхних слоях, где формируется
абсорбция НЛ, а у HD 21291 во всех слоях, существуют движения типа
нерадиальных пульсаций.
Полученные результаты показали, что исследование нестационар-кости атмосфер евврхгигантов требует детального изучения поля скоростей как со временем, так и с глубиной в атмосфере. Именно такой подходчмохет дать ответ на принципиальные вопросы проблемы пульсации у сверхгигантов. Полученные результаты могут использоваться:
- для изучения проблемы пульсации не только у белых, а также у
сверхгигантов спектральных классов от 0 до поздних F,
в теории, для -выявления механизма накачки пульсации у сверхгигантов,
для уточнения принципиальных вопросов концепции звездного ветра, связанного с пульсацией у подобных объектов.
Методические результаты измерений лучевых скоростей линий могут быть применены:
для массовой и быстрой обработки спектрограмм полученных в кудэ-спектрографах,
для обработки эшеле-спектров, полученных с помошью твердотельных сватоприемников в кудэ-спектрографах.
-
Данные о лучевых скоростях для отдельных линий и их однородных групп (318 для HD 21291 и 274 для HD 21389 - всего 592) в спектрах HD 21291 и HD 21389, полученных по однородному, высококачественному спектральному материалу высокого разрешения, собранному с помощью позиционно стабильных спектрографов 2-м телескопа ШАО АН Азербайджана и 6-м телескопа САО РАН на длительном 'временном интервале с 1976 по 1988 гг.
-
Комплексная методика, обеспечивающая однородность и точность из мерения и редукции, а также первичной интерпретации лучевых скоростей линий на большом временном промежутке.
-
Установление факта существования в атмосферах сверхгигантов HD 21291 и HD 21389 движений типа радиальных и нерадиальных пульсаций со стабильным значением периода и амплитуды на длительном временном интервале.
-
Установление факта изменений параметров колебаний с глубиной в атмосфере HD 21291 и HD 21389.
- 9 -АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
Результаты работы докладывались:
на астрофизических семинарах ШАО АН Азербайджана и САО АН РАН,
на всесоюзных совещаниях рабочей группы "Звездные атмосферы"; Н. Архыз (1985, 1992), Казань (1989), Тарту (1991),
на всесоюзном совещании "WR звезды и родственные объекты", Шамаха (1989),
на совещании международной рабочей группы "The atmospheres of early-type stars", Kiel (1991),
на международном совещании "Звездный магнетизм", Н. Архыз (1991).
на IA.U коллоквиуме Я 139 "Hew perspectives on stellar pulsation and pulsating variable stars", Victoria, Canada (1992).
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из ВВЕДЕНИЯ, четырех ГЛАВ и ЗАКЛЮЧЕНИЯ. Общий объем диссертации 116 страниц, из них 63 страницы текста, 28 рисунков, S таблиц, библиография содержит 125 наименований.