научная статья по теме АКТИВНОСТЬ ЗВЕЗД KOI 877 И KOI 896 ПО НАБЛЮДЕНИЯМ С КОСМИЧЕСКИМ ТЕЛЕСКОПОМ “КЕПЛЕР” Астрономия

Текст научной статьи на тему «АКТИВНОСТЬ ЗВЕЗД KOI 877 И KOI 896 ПО НАБЛЮДЕНИЯМ С КОСМИЧЕСКИМ ТЕЛЕСКОПОМ “КЕПЛЕР”»

УДК 524.3-17-56

АКТИВНОСТЬ ЗВЕЗД KOI 877 И KOI 896 ПО НАБЛЮДЕНИЯМ С КОСМИЧЕСКИМ ТЕЛЕСКОПОМ "КЕПЛЕР"

(© 2015 г. И. С. Саванов1*, Е. С. Дмитриенко2

1Институт астрономии Российской академии наук, Москва, Россия

2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва, Россия Поступила в редакцию 25.08.2014 г.; принята в печать 24.09.2014 г.

На основе наблюдательного материала, полученного с космическим телескопом Кеплер, мы исследовали фотометрическую переменность звезд KOI 877 и KOI 896, обладающих мультипланетными системами. Было проведено изучение поверхностных температурных неоднородностей звезд и прослежена их эволюция. Для анализа нами было отобрано в совокупности 64810 единичных измерений блеска за интервал наблюдений в 1459.5 суток (почти 4 года). Построены карты поверхностных температурных неоднородностей для исследуемых звезд, полученные из решения обратной задачи восстановления температурных неоднородностей звезды по кривой блеска в двухтемпературном приближении. По этим картам мы определили положения активных областей. Для KOI 877 сделан вывод о существовании трех состояний активности звезды за рассматриваемый интервал наблюдений. На поверхности второй звезды KOI 896 практически всегда присутствовали две активные области, расстояние между которыми составляло 0.58 по фазе в начале наблюдений и монотонно уменьшилось до величины 0.36. Сделаны оценки параметра дифференциального вращения звезд, по которым KOI 877 имеет дифференциальное вращение, сопоставимое с солнечным, а для KOI 896 — оно в два раза превышает его. Выполнена независимая оценка величины дифференциального вращения звезд из анализа переменности амплитуд кривых блеска со временем. Основные свойства объектов KOI 877, KOI896 сопоставлены со свойствами ранее изученной нами звезды Кеплер-32 (KOI952), для которой был проведен повторный анализ дифференциального вращения.

DOI: 10.7868/S0004629915030056

1. ВВЕДЕНИЕ

Цель нашего исследования состоит в изучении активности звезд, обладающих планетными системами, на основе высокоточных фотометрических наблюдений космического телескопа "Кеплер".

Звезды KOI 877 и KOI 896 были уже рассмотрены нами ранее в [1] как объекты—кандидаты в мультипланетные системы.

К тому времени были получены лишь непере-рывные 33.5-сут наблюдения с космическим телескопом "Кеплер", что уже позволило провести изучение поверхностных температурных неоднородностей и проследить эволюцию пятен в течение 2—3 периодов вращения этих объектов. Нами были найдены свидетельства существования на поверхности KOI 877 и KOI 896 двух активных долгот, разделенных между собой расстоянием в 165° и 135° для KOI 877 и KOI 896, соответственно. Суммарная площадь запятненной поверхности звезд оказалась сопоставимой с солнечной и составила

E-mail: isavanov@inasan.ru

величину порядка 0.6—1.1% от полной видимой поверхности объектов. Было заподозрено, что для KOI 877 в ходе наблюдений произошло переключение активности долгот.

В данной статье проводится исследование KOI 877 и KOI 896 на основе доступного материала максимального объема, благодаря чему удалось проследить непрерывную эволюцию активных областей на поверхности этих звезд в течение значительного промежутка времени продолжительностью около 4 лет.

2. НАБЛЮДАТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

Мы рассмотрели 11 сетов наблюдений систем KOI 877 и KOI 896, доступных из архива космического телескопа "Кеплер" — кривые блеска представлены в верхней части рис. 1 и 2. Обработка данных была аналогична выполненной нами ранее в [1, 2]. При этом использовалась последняя версия программы исправления кривых блеска за инструментальные эффекты, доступная в архиве.

В

о к я и

о к о н к S

1.015

1.000

0.985

200 400 600 800 1000

Время, сут

1200

1400

13 14

Период, сут

15

16

Рис. 1. Вверху — кривая блеска KOI 877 по данным, доступным из архива космического телескопа "Кеплер". Внизу — спектры мощности для диапазонов периодов 11 — 16 сут.

25

Период, сут

40

Рис. 2. Вверху — кривая блеска KOI 896 по данным, доступным из архива космического телескопа "Кеплер". Внизу — спектры мощности для диапазонов периодов 10—40 сут.

Для дальнейшего анализа нами было отобрано в совокупности 64810 единичных измерений блеска за интервал наблюдений в 1459.5 сут (почти 4 года).

Рассчитанные спектры мощности (нижняя часть рис. 1 и 2) указали на достаточно сложный характер изменений блеска изучаемых звезд.

На спектре мощности для KOI 877 имеется один ярко выраженный пик, соответствующий периоду 13.42 ± 0.8 сут. Данная величина периода хорошо согласуется с результатом из [1] (13.4 сут).

На спектре мощности для KOI 896 имеется широкий пик, соответствующий фотометрическому

периоду вращения звезды 24.43 ± 0.20 сут, который отличается от установленного нами в [1] — 25.2 сут по наблюдениям 33.5-сут продолжительности. Помимо указанного пика, имеется ряд других пиков различных амплитуд. Отметим еще один, соответствующий периоду в 26.10 ± 0.20 сут. Происхождение этих пиков может быть связано, например, с наличием у звезды, обладающей дифференциальным вращением, пятен (или групп пятен), расположенных на различных широтах [3, 4]. При этом изменения периодов переменности блеска могут соответствовать изменениям и эволюции (появле-

о § «

н <n° ш s 15-01

о 50° a 0

a-50:_._со s 15.05

0 180 360

и s

H SP

53 g 15-03

Долгота 3

0 180 360 6

50i

-50

0 180 360 9

0 180 360 12

0 180 360 15

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 Фаза 3

15-01

15-03 15-05

0 0-5 1-0 6

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 9

0 180 360

15-01 15-03 15-05

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 12

0 0-5 1-0 15

50 0

-50

С

0 180 360 4

50 0

-50

LZ

0 180 360 7

50 0

-50

9t>

0 180 360 10

0 180 360 13

50 0

-50

0 180 360 16

15-01 15-03 15-05

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 4

15-01

15-03 15-05

0 0-5 1-0

7

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 10

******

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 13

0 0-5 1-0

0 180 360

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 16

0 180 360 5

50 0

-50

Ж

0 180 360 8

50 0

-50

0 180 360 11

0 180 360 14

50 0

-50

0 180 360 17

15-01 15-03 15-05

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 5

15-01

15-03 15-05

0 0-5 1-0 8

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 11

0 0-5 1-0

0 180 360

15-01 15-03 15-05

15-01 15-03 15-05

0 0-5 1-0 14

0 0-5 1-0 17

0 0-5 1-0

Рис. 3. Примеры результатов восстановления температурных неоднородностей на поверхности KOI 877 для первых 18 сетов наблюдений. Карты поверхности представлены в единой шкале, более темные области соответствуют более высоким значениям факторов заполнения f. Справа от карт приведены наблюдаемые кривые блеска и теоретические кривые блеска, построенные по восстановленной модели.

0

1

2

2

нию и исчезновению) активных областей, лежащих на различных широтах на поверхности звезды. Наконец, подчеркнем, что на спектре мощности для К01 896 доминирующий пик соответствует половинному фотометрическому периоду вращения звезды (около 12.2 сут). Данное обстоятельство вероятнее всего вызвано наличием двух ярко выраженных сопоставимых по величине активных областей на противоположных полушариях звезды, появление и исчезновение которых приводят к фотометрической переменности с периодом, величина которого составляет половину от периода вращения звезды вокруг своей оси (см. также [3]).

Весь наблюдательный материал был разделен на 107 сетов для К01 877 и 60 - для К01 896, каждый из которых последовательно охватывает один период вращения звезды. Поскольку полный единичный сет наблюдений включает в себя в среднем более тысячи фотометрических оценок, то для каждого сета мы провели усреднение фотометрических измерений по 20 равноотстоящим фазам. Неполные сеты не рассматривались, поскольку они не давали возможности оценить положения активных долгот (см. ниже).

3. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ КАРТЫ

Наши предыдущие публикации содержат подробное описание методики анализа [5, 6]. Каждая из индивидуальных кривых блеска (усредненная по 20 равноотстоящим фазам) была проанализирована с помощью программы iPH. Эта программа решает обратную задачу восстановления температурных неоднородностей звезды по кривой блеска в двухтемпературном приближении, при котором задаются температуры невозмущенной фотосферы и пятен. Описание и тесты программы были представлены в [5].

Согласно [7], температура фотосфер звезд KOI 877 и KOI 896 составляет 4500 и 5190 К, соответственно. При этом температура пятен была принята ниже фотосферной соответственно на 750 и 1250 К согласно калибровке из [8]. Для расчетов мы применяли сетки моделей Куруца и PHOENIX (http://www.hs.unihamburg.de/EN/ For/ThA/phoenix/index.html). Принятые данные совпадают с использованными нами параметрами звезд в [1], взятыми согласно [9].

Фаза 1.5 г

1.0

0.5

(a)

.............

Л*«

-0.5 100

f, % 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 100

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

Время, сут

200 300 400 500 600 700

800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 Время, сут

Рис. 4. (а) — Фазы активных областей на поверхности KOI 877: темные кружки — более активная область, светлые — менее активная. (б) — Изменения запятненности поверхности звезды KOI 877. Заштрихованные области соответствуют временным интервалам, соответствующим переключению положений активных областей.

0

При моделировании поверхность каждой звезды была разделена на элементарные площадки размером 6° х 6°, для которых были определены факторы заполнения f, являющиеся неизвестными величинами нашего анализа. На рис. 3 в качестве примера представлены результаты восстановления температурных неоднородностей на поверхности KOI 877 для первых 18 сетов наблюдений (обращает на себя внимание переменность индивидуальных кривых блеска и соответствующих им температурных карт).

По построенным картам мы определили долготы, соответствующие максимальным значениям f. В большинстве случаев имеются концентрации пятен на двух долготах (одна из них является ярко выраженной, положение второй определяется с большей погрешностью), которые регистрировались как две независимые активные

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Астрономия»