ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 41, № 11, с. 734-743
PZ MON - ДВОЙНАЯ ТИПА RS CVn С СИНХРОННЫМ ВРАЩЕНИЕМ И МИНИМАЛЬНЫМ ОТНОШЕНИЕМ МАСС
© 2015 г. Ю. В. Пахомов1*, Н. А. Горыня1-2
1Институт астрономии РАН, Москва
2Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Поступила в редакцию 17.06.2015 г.
В работе представлен анализ лучевых скоростей активного красного гиганта PZ Mon. Мы определили параметры кривой лучевых скоростей: лучевая скорость центра масс 25.5 ± 0.3 кме-1, полуамплитуда K = 5.4 ± 0.4 км c_1, период обращения по круговой орбите P = 34.15 ± 0.02 сут. Также оценили массу второго компонента M2 = 0.14 Mq и отношение масс в системе q = 0.09, которое является минимальным среди известных активных гигантов типа RS CVn. Совместный анализ с фотометрическими данными показывает наличие большой запятненной области на поверхности PZ Mon, направленной в сторону второго компонента.
Ключевые слова: переменные звезды. DOI: 10.7868/S0320010815110054
ВВЕДЕНИЕ
PZ Mon (HD 289114, V я 9 mag, K2III) - активный красный гигант типа RS CVn, расположенный на расстоянии около 250 пк (Пахомов и др., 2015). Ранее эту звезду классифицировали как красный карлик с быстрой иррегулярной переменностью (Самусь и др., 2009). Ряд работ характеризуют PZ Mon как звезду со вспышками (Пет-терсон, Холей, 1989; Гершберг и др., 1999). Тем не менее, с помощью анализа периодограмм был установлен фотометрический период около 34 сут (Бондарь, Прокофьева, 2007), который отождествлялся авторами с вращением запятненной звезды. Это предположение было подтверждено комплексным анализом PZ Mon (Пахомов и др., 2015) — измеренная скорость вращения 10.5 км c_1 соответствует уточненному периоду 34.14 дней и наклону оси вращения sin i = 0.92. Классификация PZ Mon как звезды типа RS CVn была выполнена по индикаторам хромосферной активности: эмиссии в Ha и ядрах сильных линий, наличие хромосферной линии гелия D3. Светимость звезды в ультрафиолете и рентгене также хорошо согласуется с данными для других RS CVn звезд. Двойственность PZ Mon, как основная характеристика звезд типа RS CVn, была открыта по изменению лучевой скорости. Однако отсутствие наблюдений
Электронный адрес: pakhomov@inasan.ru
во многих фазах и необычная форма предварительной кривой лучевых скоростей не позволили нам сделать правильную оценку значений периода и амплитуды.
В данной работе мы устраняем этот пробел серией новых измерений лучевой скорости, также определяем параметры кривой лучевых скоростей и физические характеристики двойной системы, анализируем их совместно с фотометрическими данными и обсуждаем результаты.
НАБЛЮДЕНИЯ
Основные наблюдения (сет #1) были выполнены с 24 октября по 9 ноября 2014 г. с помощью Измерителя Лучевых Скоростей (ИЛС) (Токовинин, 1987), установленного на телескопе Цейсс-1000 Симеизской станции Крымской астрофизической обсерватории. Нуль-пункт лучевых скоростей контролировался путем наблюдений нескольких IAU-стандартов лучевых скоростей каждую ночь.
Семь спектров PZ Mon были получены за два наблюдательных сета с помощью эшелле-спектрографа MAESTRO (разрешающая сила R = 40 000), установленного в куде-фокусе телескопа Цейсс-2000 Терскольского филиала ИНАСАН. Первый сет (#2) состоит из одного спектра, полученного 15 декабря 2014 г., второй (#3) состоит из шести спектров, полученных с 18 по 26 января 2015 г. на Wright Instruments
PZ MON — ДВОЙНАЯ ТИПА RS CVn Таблица 1. Журнал и характеристики спектральных наблюдений PZ Mon
Сет Дата Время UTC Число экспозиции Общее время сек. Отношение S/N
2 2014-12-15 22:14-00:21 4 7200 45
3 2015-01-18 20:28-23:23 4 9900 65
2015-01-19 20:59-23:42 5 9000 90
2015-01-20 23:26-23:56 1 1800 40
2015-01-23 20:19-22:08 3 5400 75
2015-01-24 20:21-21:23 2 3600 80
2015-01-26 19:23-20:24 2 3600 60
4 2015-02-10 16:47-18:20 3 5400 120
CCD (1242 x 1152) (см. журнал наблюдений в табл. 1 ). Общее время экспозиции в одну ночь составляло от получаса до почти трех часов (в зависимости от погодных условий), которое набиралось из нескольких получасовых экспозиций с целью уменьшения влияния космических частиц. Отношение сигнала к шуму для каждого спектра показано в последнем столбце табл. 1. За три ночи (15 декабря, 23 и 26 января) были получены спектры IAU-стандарта лучевой скорости ß Gem. В добавление к этому, каждую ночь регистрировали спектр рассеянного солнечного света, который использовали как дополнительный нуль-пункт лучевых скоростей. Спектры были обработаны в контексте echelle пакета MIDAS. 88 эшелле порядков были выделены в диапазоне от 3530 до 10060 A. Калибровка по длинам волн выполнена по спектрам ThAr-лампы. Для нормализации спектров использовали функцию блеска, полученную из спектра звезды с быстрым вращением n UMa. Каждый спектр PZ Mon был обработан отдельно, затем все спектры одной ночи складывались вместе с учетом сдвига по длинам волн вследствие вращения Земли.
Один спектр PZ Mon (сет #4) был получен последовательно в трех экспозициях 10 февраля 2015 г. с помощью эшелле спектрографа НЭС (R = 60 000, режим с резателем изображения), установленном на 6-м телескопе БТА Специальной Астрофизической Обсерватории РАН. В качестве приемника изображения использована ПЗС-
матрица e2v CCD42-90 (4632 х 2068). 54 эшелле порядков были выделены в диапазоне от 3890 до 6980 A. Калибровка по длинам волн выполнена по спектрам ThAr-лампы. Аналогично, каждый спектр PZ Mon был обработан отдельно, затем все спектры одной ночи складывались вместе с учетом сдвига по длинам волн вследствие вращения Земли.
Лучевая скорость PZ Mon измерялась по спектрам в диапазоне 4800—6300 A методом кросс-корреляции со спектрами стандарта в Gem и рассеянного солнечного света, заранее расширенными до скорости вращения PZ Mon. Результаты представлены в табл. 2 в первой колонке перечислены порядковые номера наблюдательных сетов (#1 — ИЛС, #2, #3, и #4 — спектры), в последующих трех — юлианский день, лучевая скорость vrad и ее ошибка avrad соответственно. Также мы переобработали предыдущее наблюдение PZ Mon, полученное в 2012 г. (Пахомов и др., 2015), и оценили таким же методом лучевую скорость vrad = 28.1 ± ± 0.4 км c_1 .
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРИВОЙ ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ И ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК PZ Mon
В работе (Пахомов и др., 2015) была описана вариация лучевой скорости, возрастающей до максимального значения. Сет#3 показывает очень похожее поведение, что дает нам право считать эти
■л-1-г
32
30
28
м £ 26
о _о
■<3 >
/
тз
24
22
20
3 2 1 0 -1 -2
1\
щ
г —
\
\
\
&
W
/
а
О P#1
4 P#2 : p#3 P#4 #1 #2 #3 #4
п-1-1-1-1-1-1-<~
и
-3 -0.2
т ▼ Ï __ X
Ж —^-ГЛ—.gr—Щг*-
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Phase
Рис. 1. Вверху: Кривая лучевых скоростей, свернутая с периодом Р = 34.15 сут. Разные сеты отмечены разными символами, подписи которых соответствуют номерам сетов из табл. 3 работы (Пахомов и др., 2015) (начинаются с "P") и табл. 2 настоящей работы. Теоретическая кривая лучевых скоростей, вычисленная по полученным параметрам, обозначена пунктиром. Внизу: Разность значений лучевых скоростей, полученных из наблюдений и теоретических расчетов.
значения лучевой скорости относящимися к общим фазам с разницей во времени 444.3 ± 0.5 сут. Поэтому мы проверили поиск возможного значения периода как 444.3/n, где n — целое число орбитальных оборотов. Для n = 13 и P = 34.18 ± ± 0.04 сут мы получили наилучшее согласие всех известных данных по лучевым скоростям PZ Mon. Ранняя оценка периода около 17 дней, полученная в работе (Пахомов и др., 2015), исключается наблюдательным сетом #1. Возможно, сет #5 с низким спектральным разрешением имеет гораздо большую ошибку, поэтому мы его не используем в настоящей работе. Чтобы уточнить значение пери-
ода мы привлекаем тот факт, что две пары значений из сетов #2 и #4 из работы (Пахомов и др., 2015) и одно измерение #1 настоящей работы имеют близкие значения лучевой скорости и фазы. Новая оценка P = 34.15 ± 0.02 дней хорошо согласуется и с наиболее ранним измерением лучевой скорости (Саар, 1998). Все доступные на настоящий момент измерения лучевой скорости PZ Mon приведены на рис. 1, который содержит данные из табл. 2 и работ (Пахомов и др., 2015; Саар, 1998).
Мы применили метод Левенберга—Маркардта для оценки параметров кривой лучевых скоростей: Y — постоянная лучевая скорость центра масс си-
Таблица 2. Лучевые скорости PZ Mon
Сет JD 2450000+ Vrad, KM c-1 avrad, км c-1
1 6954.596 29.00 0.57
6959.609 23.95 0.20
6960.594 23.42 0.18
6961.585 21.82 0.28
6962.657 23.78 0.34
6964.596 20.55 0.32
6965.587 19.80 0.28
6966.577 20.03 0.24
6967.562 18.87 0.23
6968.541 21.22 0.27
6969.560 21.09 0.22
6970.547 21.55 0.25
2 7007.458 24.6 0.5
3 7041.368 21.7 0.5
7042.385 24.2 0.5
7043.487 24.9 0.7
7046.357 27.8 0.5
7047.358 28.5 0.7
7050.318 30.9 0.5
4 7064.210 23.91 0.16
Таблица 3. Параметры кривой лучевых скоростей и характеристики двойной системы PZ Mon. Предполагаемые значения отмечены двоеточием
Параметр PZ Mon A PZ Mon В
Y, KM c-1 25.5 ±0.3
P, KM c-1 34.15 ±0.02
K, KM c-1 5.4 ± 0.4 60 ±20
ау, KM c-1 0.9
v sin i, KM c-1 0.92 ± 0.25
M, Mo 1.5 ±0.5 0.14 ±0.05
q = M2/Mi 0.09 ± 0.03
R, RQ 7.7 ± 1.9 0.22:
T, к 4700±100 2700:
SpType K2III M7V:
e 0.0 ±0.05
a, a.e. 0.018 ±0.005 1 0.24 ±0.03
стемы PZ Mon, K — полуамплитуда лучевой скорости, e — эксцентриситет орбиты вторичного компонента, ш — долгота периастра. Аппроксимация наблюдательных данных выполнена по следующей формуле:
vrad = y + K [cos(e + ш) + e cos ш],
где в — истинная аномалия основного компонента. Полученные параметры представлены в табл. 3 вместе со значениями физических характеристик двойной системы PZ Mon. Отношение масс q = = M2/M1 определено из функции масс при известных значениях массы основного компонента и наклона орбиты. При этом мы подразумеваем равенство углов наклона вращения PZ Mon и наклонения орбиты i = irot = ¿orb. Заметим, что большая полуось основного компонента был
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.