УДК 524.337
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НОВЫХ ЗВЕЗД ПО ВЫСОТЕ НАД ПЛОСКОСТЬЮ ГАЛАКТИКИ
© 2008 г. М. А. Бурлак*
Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва
Поступила в редакцию 26.09.2007 г.
Для проверки гипотезы о существовании в Галактике двух различных подсистем новых звезд — новых диска и новых балджа — было построено пространственное распределение 64 новых по z-координате. Большое число быстрых новых, относимых к новым диска, оказалось на значительном расстоянии от плоскости Галактики (до z ~ 3700 пк), что не удается объяснить погрешностями фотометрических измерений. Медленные новые, считающиеся новыми балджа, показали ббльшую концентрацию к галактической плоскости (z ^ 1700 пк). Применение критерия Колмогорова—Смирнова показало, что гипотеза о двух населениях верна с вероятностью 95.6%.
Ключевые слова: новые звезды, новые диска, новые балджа, пространственное распределение.
DISTRIBUTION OF NOVAE IN HEIGHT ABOVE THE GALACTIC PLANE, byM.A. Burlak. To test the hypothesis about the existence of two different subsystems of novae in the Galaxy, disk and bulge novae, we have constructed the spatial distribution of 64 novae in z coordinate. A large number of fast disk novae are at a considerable distance from the Galactic plane (up to z ~ 3700 pc), which cannot be explained by the photometric measurement errors. Slow novae show a higher concentration toward the Galactic plane (z < 1700 pc). The application of the Kolmogorov—Smirnov test has shown that the hypothesis of two populations is valid with a probability of 95.6%.
PACS numbers:90.97.30.-b; 90.97.30.Qt; 90.97.80.Gm
Key words: novae, disk novae, bulge novae, spatial distribution.
ГИПОТЕЗА О СУЩЕСТВОВАНИИ ДВУХ ТИПОВ НАСЕЛЕНИЯ: НОВЫХ ДИСКА И НОВЫХ БАЛДЖА
Изучение подсистемы новых традиционно основывалось на предположении о том, что разные типы звездного населения имеют различные пространственные распределения в галактиках. Эта идея использовалась для того, чтобы выяснить, к какому типу населения относятся звезды, вспыхивающие как новые. Оказалось, что подсистема новых звезд обладает противоречивыми характеристиками: по концентрации к галактическому центру она сходна со сферическими подсистемами, а по концентрации к плоскости Галактики напоминает плоские. В результате, новые попеременно считались то
объектами диска, то балджа и/или толстого диска.
Электронный адрес: mburlak@sai.msu.ru
В последние годы практически все исследования пространственного распределения новых звезд в нашей Галактике и в соседних звездных системах ведутся в рамках концепции, высказанной Дюрбеком (1990), о существовании двух физически разных населений новых звезд, которые обладают различным распределением в Галактике, а их предшественники, возможно, качественно отличаются друг от друга. Быстрые, яркие новые стали относить к населению диска, а медленные, слабые — к населению балджа. Различия между классами новых объясняются различной природой предшественников новых. Считается, что яркие быстрые новые вспыхивают на массивных белых карликах (MwD ^ 1М®), а слабые медленные — на менее массивных (MwD ^ 1М©). С физической точки зрения это объясняется так: чем больше масса белого карлика, тем при меньшей массе аккрецированной оболочки достигается необходи-
мое для начала ядерных реакций давление, тем сильнее вспышка (т.е. выше светимость и скорости расширения, меньше t3 — время падения блеска на 3m от величины в максимуме), тем больше доля массы, сброшенная в виде оболочки, и меньше — в виде ветра.
Было показано (Делла Валле и др., 1992), что скорость падения блеска, которая отражает массу белого карлика, коррелирует с пространственным распределением в Галактике. Используя данные по 93 новым с известными скоростями и амплитудами, Делла Валле и др. (1992) показали, что быстрые (и яркие) новые имеют тенденцию концентрироваться в направлении на антицентр Галактики, а медленные (и слабые) — в направлении на центр: при подсчете новых в направлении на антицентр основной вклад дают новые диска, а в направлении на центр — балджа. Далее по 19 новым с хорошо известными расстояниями было построено распределение по высоте над плоскостью Галактики, которое показало, что быстрые новые, имея более выраженную концентрацию к галактической плоскости, располагаются, главным образом, на высотах \z\ ^ 100 пк. В свою очередь, медленные новые слабее концентрируются к галактической плоскости и встречаются на z > 1000 пк. Отсюда и пошло деление новых на объекты диска и объекты балджа. Иногда последние называют также новыми толстого диска, учитывая, очевидно, тот факт, что под балджем обычно подразумевают более компактную систему, не простирающуюся по радиусу до расстояний, на которых встречаются новые. Однако, несмотря на некоторое несоответствие, такие объекты все-таки чаще именуют новыми балджа, чтобы подчеркнуть концентрацию системы к центру Галактики.
В дальнейшем было показано, что существуют спектроскопические различия между новыми диска и новыми балджа (Делла Валле, Ливио, 1998) и что деление на классы по пространственному распределению практически совпадает (на 80%) с делением на спектральные классы, предложенным Уильямсом (1992). А именно, дисковые новые в основном относятся к классу He/N, а новые балджа — к классу FeII.
Гипотеза о двух населениях находит широкое применение при анализе пространственных распределений новых звезд в других галактиках. Она предсказывает, что в галактиках с ярко выраженным балджем доля медленных, слабых новых будет выше, тогда как в галактиках с доминируюшим диском должны чаще наблюдаться яркие, быстрые новые. Так, по оценке Шафтера и Ирби (2001) большинство новых в М31 относятся к населению балджа (до 70% и не менее 50%). Для нашей Галактики верхний предел доли дисковых новых оценивается в 30% (Делла Валле, Дюрбек, 1993).
Высказывались разные мнения относительно принадлежности новых в М81. Шара и др. (1999) заключили, что доля новых балджа не превышает 59%. В работе Нила и Шара (2004) соотношение числа вспышек новых балджа и новых диска оценивается равным девяти.
Необходимо заметить, что выводы о разделении классических новых звезд на два различных класса были получены рядом авторов при рассмотрении ограниченного количества хорошо изученных новых с известными кривыми блеска, расстояниями, поглощением, спектральной эволюцией. Таких звезд мало. Как правило, это близкие объекты, для которых удалось измерить угловое расширение оболочки. В работе Делла Валле и Ливио (1998) выводы о существовании систематического спектрального отличия новых диска от новых балджа были сделаны на основании анализа свойств 27 новых. Из них 10 звезд были классифицированы как новые He/N и новые-гибриды со смешанными характеристиками, а 17 были отнесены к классу FeII. Делла Валле и Ливио (1998) использовали критерий однородности двух выборок Колмогорова-Смирнова, чтобы проверить гипотезу о существовании двух населений новых, имеющих различные распределения по высоте над плоскостью Галактики. Уровень значимости гипотезы оказался > 95%. Интересно, что в более ранней работе той же исследовательской группы (Делла Валле и др., 1992), где рассматривалось распределение по z-координате лишь 19 звезд, уровень значимости гипотезы о двух населениях был выше 99%.
Отдельные авторы не подтверждают существенного различия между двумя выборками новых с разной скоростью падения блеска. Оспаривается вывод о подавляющей принадлежности новых в М31 к населению балджа (Хатано и др., 1997). В работе Шарова (1993) для 117 новых в М31 было показано, что пока преждевременно считать данную концепцию доказанной и что необходимы дальнейшие исследования.
ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НОВЫХ ПО ^-КООРДИНАТЕ
Настоящая работа является заключительной частью исследования галактических новых звезд, вспыхнувших в 1986—2006 гг. Первый и второй этапы были описаны в вышедших ранее статьях Бурлак и Хендена (2008), где речь шла об определении фотометрических параметров новых звезд по визуальным кривым блеска, и Бурлак (2008), посвященной вычислению расстояния и межзвездного поглощения света для тех же объектов. Целью настоящей работы стал анализ распределения
Высота новых звезд над галактической плоскостью
Новая ¿з, сут г, пк Новая ¿з, сут пк
У4739 Sgr 3.5 2900 У1419 Ая1 33 290
У2361 >7 610 VI663 АЧ1 34 31
У838 Нег 8.7 1300 У2264 ОрИ 38 670
У2275 Cyg 10 73 У4157 Sgr 41 290
У4160 Sgr 10 2800 V4169Sgr 44 850
У2487 ОрИ 10 3700 V5116Sgr 45 1300
У4332 Sgr 10 2300 VI141 Бсо 46 490
У5115 Sgr 14 820 VI186 Бсо 46 640
У4643 Sgr 14 18 (ЗУУи1 47 270
У4444 Sgr 14 490 VI974 Cyg 48 200
У382 Уе1 15 110 У868 Сеп 48 130
00 Ог 15 1500 У842 Сеп 49 51
VI494 Ая1 16 170 У2274 Cyg 50 170
У2295 ОрИ 16.3 1300 У2574 ОрИ >50 640
VI187 Бсо 18 180 У888 Сеп 54 240
СРСги 18 89 У475 Бс* 55 320
У4171 Sgr 20 280 У4633 Sgr 62 760
У4743 Sgr 22 1050 У827 Нег 64 840
У4742 Sgr 23 170 VI039 Сеп 71 160
У2362 Cyg 23 280 У2214 ОрИ 80 670
У444 Бс* 23 950 У574 Рир 85 170
У463 Бс* >23 1600 У4361 Sgr 86 120
У5114 Sgr 24 930 У705 Саэ 96 130
VI142 Бсо >25 270 У2573 ОрИ 99 500
VI493 АЧ1 26 170 таг 101 150
У4741 Sgr 28 530 VI425 Ая1 119 220
VI188 Бсо 28 220 У4642 Sgr 125 240
У2576 ОрИ 29 780 У443 Бс* 135 220
У4327 Sgr 30 830 У351 Рир 284 47
У4740 Sgr 30 470 У2540ОрИ 305 570
Ьг Миэ 32 510 У445 Рир 320 92
У2313 ОрИ 32 690 У723 Саэ 779 390
1086420
1000
2000 Z, ПК
3000
6-
4-
2-
1000
2000 z, ПК
3000
0
0
0
Рис. 1. Распределение новых по высоте над плоскостью Галактики: светлые столбцы — медленные новые, а темные — быстрые.
новых по высоте над плоскостью Галактики. В результате проведенных в указанных работах вычислений для 64 галактических новых были получены оценки расстояния. По расстоянию и галактической широте было рассчитано удаление от плоскости Галактики. В таблице приведены найденные абсолютные значения z. Там же представлены оценки t3, взятые из первой статьи серии (Бурлак, Хенден, 2008). Для проверки гипотезы о двух типах населения звезды были разделены на две группы по скорости падения блеска: в группу быстрых вошло 17 о
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.