АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2014, том 91, № 8, с. 634-642
УДК 524.386
ИЗМЕНЕНИЯ ОРБИТАЛЬНЫХ ПЕРИОДОВ ТЕСНЫХ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ С КОМПОНЕНТАМИ ПОЗДНЕГО СПЕКТРАЛЬНОГО КЛАССА TY Del И RY Cnc
© 2014 г. А. И. Халиуллина*
МГУ им. М. В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга,
Москва, Россия Поступила в редакцию 14.02.2014 г.; принята в печать 17.03.2014 г.
В затменно-двойных системах типа Алголя со вторичными компонентами позднего спектрального класса TY Del и RY Cnc проведено подробное исследование изменений орбитального периода, причем для RY Cnc это сделано впервые. Обнаружено, что изменения периодов обеих систем можно представить в виде суперпозиции векового увеличения периода и его циклических колебаний. Вековое увеличение периода можно объяснить равномерным перетеканием вещества от менее массивной компоненты к более массивной при сохранении общего углового момента. Скорость переноса вещества составляет примерно 1.25 х 10-7 М0/год для TY Del и (0.68—1.02) х 10-8 М0/год для RY Cnc. Для объяснения циклических изменений периода затменно-двойных систем TY Del и RY Cnc подходят как предположение о присутствии третьего тела в системе, так и гипотеза о влиянии на период магнитной активности вторичной компоненты.
DOI: 10.7868/S0004629914080015
1. ВВЕДЕНИЕ
Наблюдения моментов минимумов затменно-двойных систем типа Алголя в течение длительного времени часто обнаруживают, что периоды этих систем меняются. Нередко эти изменения, на первый взгляд, имеют очень сложный характер, особенно у полуразделенных систем. Однако их, как правило, можно представить в виде суперпозиции двух типов изменений: монотонного изменения периода и его циклических изменений. При этом последние оказались довольно распространенным явлением. Монотонное изменение периода в таких системах обычно объясняется переносом вещества от одной компоненты к другой. Циклические изменения периода в полуразделенных затменных системах традиционно объяснялись присутствием в системе третьего тела (апсидальное вращение здесь не подходит, так как орбиты круговые). Однако это объяснение не всегда подходит из-за неприемлемых параметров третьего тела или данных, противоречащих гипотезе о движении в долгопериодической орбите [1, 2]. Холл [3] обнаружил корреляцию между циклическими изменениями периода затменно-двойной системы и наличием хотя бы у одной из ее компонент конвективной оболочки. Таким образом, наблюдения указали на
Е-та11МЬ@ва1.тви.ги
возможную связь между модуляциями орбитального периода и магнитной активностью, поскольку заметная конвективная оболочка и быстрое вращение являются достаточными условиями для развития магнитного динамо. Наиболее перспективный механизм связи изменений орбитального периода и магнитных циклов предложили Мэтис и Витмайр [4] и подробно разработал Эппелгейт [5]. В модели Эппелгейта распределение углового момента в активной звезде меняется во время прохождения звезды через цикл магнитной активности. Изменения в распределении углового момента вызывают изменения в сплющенности звезды, которые влияют посредством гравитации на орбиту, изменяя орбитальный период. Влияние магнитных циклов на периоды затменно-двойных систем все чаще рассматривается при изучении циклических изменений периодов, когда речь идет о системах с компонентами поздних спектральных классов, имеющих конвективную оболочку. В данной статье мы рассматриваем изменения периодов двух таких систем.
Звезда TY Del (BD +12°4539, V = 9.7m, P = = 1.1911d) была открыта как переменная Хофф-майстером [6]. Фолкнер [7] получил первую (фотоэлектрическую) кривую блеска, к сожалению неполную. Ее решение так и не было выполнено.
Заше и Улар [8] построили полные кривые блеска в фильтрах B, V, R, I, из анализа которых
они определили фотометрические параметры орбиты и абсолютные характеристики компонент — в частности, они нашли присутствие третьего света в общем блеске системы (4% в фильтре V). Для отношения масс они получили значение q = 0.3. Формально решение получено для разделенной системы, однако характеристики компонент противоречат этому предположению. Во-первых, относительный радиус вторичной компоненты (r2 = = 0.283) больше эффективного радиуса полости Роша для отношения масс q = 0.3 (rL = 0.279) [9]. Во-вторых, по оценке самих авторов вторичная компонента более продвинулась в эволюции, чем главная, что свидетельствует о том, что в системе произошел обмен веществом между компонентами. Так что вопрос о разделенности системы остается открытым. Из наблюдений с объективной призмой Готц и Венцель [10] определили спектральный класс системы как A0, а МакДональд [11] из таких же наблюдений — как B8. Среднее из этих двух определений — B9 — приводится в Общем каталоге переменных звезд [12] и во всех каталогах, где фигурирует эта система. Согласно оценке температуры вторичной компоненты, полученной из фотометрических данных (4749 К) [8], ее спектральный класс должен быть примерно K2—K3 [13].
Анализ изменений периода затменно-двойной системы TY Del был проведен в работах Заше и др. [14] и Заше и Улара [8]. В первой работе изменения периода были представлены световым уравнением, а во второй — суммой светового уравнения и апсидального вращения. При этом авторы заранее ограничили поиск изменений периода только его циклическими изменениями (без векового хода), руководствуясь, по-видимому, выводом о разде-ленности системы и тем, что в системе не удалось обнаружить спектроскопических свидетельств переноса вещества [15]. Мы провели анализ изменений периода затменно-двойной системы TY Del, не ставя предварительных ограничений на результат. Кроме того, по нашим оценкам вторичная компонента, если и не заполняет свою полость Роша, то очень близка к этому (см. выше).
Переменность звезды RY Cnc (V = 12.99m, P = 1.0929d) обнаружила Герцшпрунг [16] во время фотографического фотометрического обзора рассеянного скопления Ясли. Она классифицировала ее как затменную переменную типа Алголя — самую слабую в то время переменную этого типа. Позднее Герцшпрунг [17] определила линейные элементы для этой системы. Графф [18] построил первую кривую блеска RY Cnc по визуальным наблюдениям и нашел параметры орбиты. Нильсен [19] определил нормальный момент минимума из своих фотографических наблюдений и, сравнивая его с нормальным моментом минимума Граффа [18]
и моментами минимумов, полученными Герцшпрунг [17], обнаружил, что период системы меняется. Уитни [20] также отметил непостоянство периода системы. Для получения количественных характеристик изменения периода в то время не хватало наблюдательных данных. На диаграмме O—C для RY Cnc, построенной Крайнером [21], видно, что период системы испытывает вековое изменение, однако обсуждение изменения периода RY Cnc Крайнер не приводит.
Авадалла и Буддинг [22] построили первые фотоэлектрические кривые блеска RY Cnc по наблюдениям в фильтрах B и V (только в главном минимуме) и из их решения нашли элементы орбиты и отношение масс компонент q = 0.3 в модели, когда вторичная компонента заполняет свою полость Роша. На основе определенного ими показателя цвета системы они оценили спектральный класс главной компоненты как F6—F2; соответствующие массы равны 1.2—1.5 M©. Они также отметили увеличение орбитального периода системы в течение 60 лет (AP/P ~ 2 х 10_5), на которое накладываются "некоторые нерегулярности".
Хэльбедель [23] из спектроскопических наблюдений определил спектральный класс главной компоненты как A8III. По отношению поверхностных яркостей согласно [22] он оценил спектральный класс вторичной компоненты как K4V.
В настоящей работе проводится подробный анализ изменений периодов затменно-двойных систем TY Del и RY Cnc и обсуждаются их возможные причины.
2. ИЗМЕНЕНИЯ СО ВРЕМЕНЕМ ОРБИТАЛЬНОГО ПЕРИОДА TY Del
Для исследования изменений периода затменно-двойной системы TY Del были использованы моменты минимумов из базы данных моментов минимумов и максимумов секции переменных звезд и экзопланет Чешского астрономического общества. Всего были использованы 277 моментов главного минимума: 198 — визуальных, 38 — фотографических и 41 — фотоэлектрический.
На рис. 1 приведены отклонения (O—C)i наблюдаемых (О) моментов минимумов TY Del от вычисленных с линейными элементами (C):
C = HJD(MinI) = 2 442 959.4521 + (1)
+ 1.19112818dE.
На этом рисунке фотографические точки представлены в виде треугольников, визуальные — маленькими точками, фотоэлектрические — большими точками. Из рисунка видно, что в системе наблюдаются как вековое изменение периода, так
(O-C)i, сут 0.14 г
▲
0.12- '
0.10
-0.04 - а
-0.06-1-1-1-1-1-1-1
25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000
HJD - 2400000
Рис. 1. Отклонения (О—C)i наблюдаемых (О) моментов минимумов TY Del от вычисленных (C) с линейными элементами (1). Фотографические точки представлены в виде треугольников, визуальные — маленькими точками, фотоэлектрические — большими точками. Сплошной кривой показана теоретическая парабола с параметрами из представления (2).
и циклические колебания. Вековое изменение периода было представлено параболой, параметры которой определены совместно с приведенными выше линейными элементами методом наименьших квадратов:
C2 = HJD(Min I) = 2 442 959.4521(10) + (2)
+ 1.19112818(13)dE + 4.42(16)d x 10"10E2.
Теоретическая парабола с параметрами из представления (2) показана на рисунке сплошной кривой. Изменения периода, остающиеся после исключения векового хода, имеют циклический характер, и их можно попытаться представить световым уравнением. Для этой цели были использованы визуальные и фотоэлектрические наблюдения позднее JD = 2 440 000, так как более ранние и все фотографические наблюдения имеют слишком низкую точность. В результате моменты минимумов TY Del были представлены выражением
HJD(Min I) = 2 442 959.468(3) +
(3)
1.1911275(7)dE + 5.0(9)d x 10"10E2 + a3 sin i3
+
-(1 — ез cos E) sin (г? + cjs),
где последний член — световое уравнение. В выражении для светового уравнения использованы следующие обозначения: V и Е — истинная и эксцентричная аномалии, соответственн
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.