ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2010, том 36, № 2, с. 144-153
УДК 524.33
ИНФРАКРАСНАЯ ФОТОМЕТРИЯ ТРЕХ ПЕРЕМЕННЫХ ЗВЕЗД
ТИПА RV TAU
(© 2010 г. О. Г. Таранова*, В. И. Шенаврин, А. М. Татарников
Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва
Поступила в редакцию 09.02.2009 г.
Представлены результаты анализа многолетней (1995—2008 гг.) JHKLM-фотометриитрех переменных сверхгигантов типа RV Tau, из которого следует, что: амплитуда изменений JHK-блеска у трех звезд примерно одинакова и составляет 0m9—1m; отрицательный линейный тренд заметен в изменениях среднего J-блеска AC Her; средний J-блеск R Sct и V Vul оставался постоянным. Показано, что наблюдаемые колебания J-блеска сверхгигантов согласуются либо только с температурными пульсациями (AC Her и V Vul), либо с температурными и радиальными (R Sct). В изменениях J-блеска и показателя цвета J—H сверхгигантов обнаружены долговременные пульсации с характерными временами: ^ 1500 сут (AC Her), ^3500 сут^ Sct) и ^800 и ^ 1500 сут (V Vul). Поиск периодической составляющей в изменениях ИК-блеска трех звезд привел к значениям периодов, отличающихся от значений, полученных по данным наблюдений в оптической области спектра. Показано, что вокруг исследуемых сверхгигантов существуют относительно горячие пылевые оболочки (Тп ~ 700—800 К), наиболее плотная и массивная наблюдалась у V Vul. Диапазон изменений оптических толщин пылевых оболочек составлял т(1.25 мкм) «0.04-0.10 (AC Her); «0.02-0.12 (R Sct) и «0.18-0.32 (V Vul). Отмечается, что в ИК-диапазоне изменения спектральных классов происходили в более узких интервалах, чем те, которые следуют из оптических наблюдений этих звезд.
Ключевые слова: переменные звезды типа RV Tau; ИК-фотометрия; переменность; пылевые оболочки.
ВВЕДЕНИЕ
Желтые сверхгиганты AC Her, R Sct и V Vul принадлежат к переменным типа RVA, колебания оптического блеска которых происходят вокруг постоянного среднего уровня. Звезды являются ИК-источниками (Джурей, 1986): IRAS 18281 + + 2149 (AC Her), IRAS 18448-0545 (R Sct) и IRAS 20343 + 2625 (V Vul). Согласно Квок ( 1993) исследуемые звезды, возможно, относятся к объектам, которые в своей эволюции находятся в относительно короткой фазе перехода от асимптотической ветви гигантов к планетарным туманностям. Звезды быстро теряют массу, и вокруг них образуются пылевые оболочки, излучение которых проявляется в инфракрасном диапазоне (X > 1 мкм).
Впервые ИК-фотометрия (2.2-22 мкм) переменных звезд типа RV Tau была проведена в конце 1960-х и в начале 1970-х годов прошлого столетия (Герц, 1972), и в диапазоне X > 2 мкм были обнаружены аномально высокие ИК-избытки цвета, связанные с существованием холодных протяженных околозвездных пылевых оболочек.
Электронный адрес: taranova@sai.msu.ru
Анализ данных фотометрии переменных звезд типа RV Tau в диапазонах 1.25-3.5 мкм (Эванс, 1985) и 0.36-10 мкм (Голдсмит и др., 1987) привел к выводу, что кроме холодных пылевых оболочек, вокруг этих звезд могут существовать достаточно горячие (Тп ^ 500 К) пылевые оболочки (иногда многослойные). В частности, излучение относительно горячей пылевой оболочки обнаружено авторами у AC Her и не обнаружено у R Sct. Степень покраснения переменных звезд типа RV Tau с постоянным (RVA) средним блеском меньше, чем у переменных звезд типа RV Tau с переменным (RVB) средним блеском (Эванс, 1985).
Данные спектральных и поляриметрических наблюдений AC Her в широком спектральном диапазоне (от УФ- до дальнего ИК-диапазона (IRAS)) привели Шентона и др. (1992) к выводу о двухслойной структуре ее околозвездной пылевой оболочки с разным сортом частиц в слоях.
Переменность и существование значительных ИК-избытков, связанных с излучением околозвездных оболочек, являются характерными наблюдательными особенностями переменных звезд типа RV Tau (Квок, 1993).
Таблица 1. Общие сведения об исследуемых звездах
Объект Sp V P, сут JD(min) E{B - V) Г, ПК Стандарт, BS
AC Her F2pIb-K4e 6.85-9.0 75.01 24435097.8 0.1 750 6895
R Set GO Iae-K2p 4.2-8.6 146.5 2444872 0.2 250 7193
V Vul G4 e-K3(M2) 8.05-9.53 75.7 ? 0.29 1900 7939
Три желтых сверхгиганта в 1995 г. были включены в нашу программу исследований переменности звезд в ближнем ИК-диапазоне (1.25— 5 мкм) и поиска околозвездных газопылевых оболочек. Первые результаты анализа наших данных ИК-фотометрии двух переменных звезд типа RV Tau (RVB) и сверхгиганта V 1027 Cyg представлены в работах Тарановой и др. (2009) и Богданова и Тарановой (2009).
НАБЛЮДЕНИЯ
Инфракрасная фотометрия проводилась в стандартной системе JHKLM при помощи фотометра с приемником из антимонида индия (InSb), охлаждаемого жидким азотом. Фотометр установлен в кассегреновском фокусе 1.25-м телескопа Крымской лаборатории ГАИШ, входная диафрагма ^12". В качестве фотометрических стандартов использовались звезды из каталога Джонсона и др. (1966). HLM-величины стандартных звезд оценивались по их JK-величинам и их спектральным классам на основании соотношений из работы Кур-ниефа (1983). Общие сведения об исследуемых в данной работе звездах взяты из общего каталога переменных звезд (ОКПЗ; Холопов и др., 1985— 1990) и приведены в табл. 1. В ней последовательно указаны спектральный класс, диапазон изменений V-величины, период переменности и эпоха минимума блеска. Кроме того, в табл. 1 даны величины E(B—V) и расстояния до звезд (r). В последнем столбце таблицы приведены использованные нами фотометрические стандарты. Значения E(B—V) и r для R Sct и V Vul взяты из работы Джурей (1986), для AC Her согласно данным Голдсмита и др. (1987) и Шентон и др. (1991). Напомним, что для звезд типа RV Tau в ОКПЗ приведены, так называемые формальные (двойные периоды).
В табл. 2 сведены результаты JHKLM-фотометрии трех звезд за 1995—2008 гг. Для наблюдений AC Her и R Sct приведены ошибки наблюдений в фильтрах L и M, для V Vul только в фильтре M, в остальных фильтрах эти ошибки не превышали двух сотых звездной величины.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ик-фотометрии
На основе данных табл. 2 для каждой звезды были определены средние значения JHKLM-блеска и показателей цвета J—H и K-L. Полученные величины сведены в табл. 3, где для каждого параметра даны средние значения (m), стандартные отклонения (sd), число усредненных величин (N равно числу ночей наблюдений). Все величины (m) приведены с учетом межзвездного поглощения (см. табл. 1). В табл. 3 рядом с названием звезды дана средняя юлианская дата наблюдений. Из данных табл. 2 и 3 следует, что амплитуда изменений в фильтрах J, H и К у трех звезд примерно одинакова и составляет 0m9— 1™ Колебания блеска R Sct в фильтрах L и M несколько меньше (<0™6), чем у звезд AC Her и V Vul, где они составляют 9—1m.
Средние показатели цвета J—H у трех звезд почти одинаковы. Средний показатель цвета K—L у V Vul больше, чем у двух других, т.е. в ИК-диапазоне V Vul кажется краснее, чем AC Her и R Sct.
Значения показателя цвета J—H у исследуемых звезд заключены в пределах <0^41-0m45 (табл. 3) что соответствует цветовой температуре (равной температуре абсолютно черного тела (АЧТ)), Тс < < (3600-4000) К. В то же время по показателю цвета K—L цветовая температура для V Vul около 1200 К, для AC Her и R Sct - (2000-2400) К и эти температуры заметно ниже значений Тс в диапазоне 1.25-2.2 мкм. Уменьшение цветовой температуры с ростом длины волны характерно для звезд, окруженных пылевыми оболочками. В спектральном диапазоне Л < 1.6 мкм преобладает излучение самой звезды (возможно, и ослабленное пылевой оболочкой), в спектральном диапазоне Л > 1.6 может проявляться излучение горячих пылевых оболочек.
Особенности в изменениях блеска и цвета трех звезд в диапазоне 1.25—1.65 мкм
AC Her. Для этой звезды с 1995 г. по 2008 г. получено свыше ста оценок ИК-блеска. На рис. 1
Таблица 2. Данные ИК-фотометрии исследуемых объектов
Л0(2440000+) 3 Я К Ь аЬ М аМ Л0(2440000+) 3 Я К Ь аЬ м аМ
АС Нег Я Бс*
9944.364 6.07 5.61 5.35 4.77 0.02 4.22 0.1 9945.267 3.03 2.69 2.50 1.92 0.03 1.82 0.04
9973.199 5.94 5.53 5.25 4.68 0.02 3.94 0.05 9999.172 3.21 2.66 2.34 1.81 0.01 1.66 0.01
9975.193 5.97 5.55 5.30 4.64 0.02 4.12 0.04 10004.15 3.15 2.59 2.29 1.78 0.01 1.59 0.01
10002.166 5.78 5.34 5.14 4.46 0.01 3.79 0.04 10258.444 2.99 2.65 2.41 1.92 0.03 1.77 0.02
10005.205 5.70 5.31 5.07 4.41 0.01 - - 10266.42 3.16 2.78 2.55 2.05 0.02 1.79 0.02
10200.518 5.86 5.45 5.22 4.58 0.02 - - 10295.382 3.03 2.63 2.38 1.97 0.01 1.76 0.07
10204.503 6.04 5.57 5.37 4.72 0.02 - - 10302.322 2.88 2.46 2.27 1.83 0.01 1.59 0.01
10207.552 6.27 5.77 5.55 4.88 0.04 - - 10625.43 3.2 2.58 2.33 1.86 0.02 1.74 0.01
10210.489 6.50 6.00 5.77 5.04 0.05 - - 10628.474 3.34 2.68 2.46 1.86 0.03 1.77 0.04
10213.473 6.68 6.16 5.89 5.29 0.03 4.69 0.1 10677.309 2.96 2.49 2.21 1.8 0.01 1.85 0.06
10233.47 5.76 5.37 5.14 4.48 0.02 3.7 0.05 10978.496 3.44 3.05 2.70 2.22 0.03 2.01 0.05
10242.441 5.97 5.52 5.28 4.65 0.02 4.1 0.06 10978.496 3.57 - - - - 1.59 0.01
10257.434 6.07 5.59 5.36 4.69 0.02 3.84 0.05 11008.375 2.72 2.25 2.03 1.58 0.03 1.58 0.02
10257.434 6.08 5.67 5.39 - - - - 11034.316 3.16 2.64 2.32 1.79 0.03 1.69 0.04
10265.438 5.77 5.35 5.13 4.44 0.03 3.66 0.04 11037.272 3.24 2.64 2.40 1.83 0.02 1.68 0.03
10266.455 5.79 5.35 5.06 4.32 0.01 3.64 0.03 11059.28 2.84 2.31 2.03 - 0.01 1.59 0.01
10294.399 6.37 5.87 5.69 4.94 0.02 4.27 0.17 11066.263 2.80 2.23 2.00 1.56 0.01 1.42 0.02
10302.339 5.71 5.31 5.10 4.48 0.05 3.91 0.11 11097.195 3.07 2.47 2.18 1.8 0.03 1.58 0.03
10339.277 5.80 5.35 5.27 4.70 0.05 - - 11302.588 2.65 - 1.70 1.49 0.02 1.59 0.01
10624.357 6.09 5.59 5.3 4.68 0.01 3.99 0.03 11352.47 3.05 2.54 2.35 - 0.01 1.59 0.01
10627.351 6.19 5.69 5.36 4.70 0.02 4.11 0.05 11359.422 2.98 2.39 2.19 1.92 0.01 1.93 0.01
10642.322 5.84 5.33 5.09 4.46 0.03 - - 11384.332 2.97 2.43 2.22 1.89 0.01 1.89 0.01
10675.307 6.00 5.61 5.32 4.55 0.03 - - 11422.267 2.96 2.39 2.14 1.81 0.01 1.86 0.02
10679.298 5.80 5.36 5.12 4.40 0.02 3.76 0.04 11453.167 2.91 2.43 2.22 1.91 0.01 1.86 0.02
10867.625 5.96 5.46 5.17 4.55 0.01 3.84 0.02 11773.329 3.00 2.45 2.19 1.83 0.0
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.