АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 92, № 5, с. 426-438
УДК 524.336-857
ИК-ФОТОМЕТРИЯ И МОДЕЛИ ПЫЛЕВЫХ ОБОЛОЧЕК ДВУХ КИСЛОРОДНЫХ МИРИД
© 2015 г. М. Б. Богданов1, O. Г. Таранова2*, В. И. Шенаврин2
1Государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва, Россия Поступила в редакцию 22.09.2014 г.; принята в печать 24.09.2014 г.
Приведены результаты многолетней JHKLM-фотометрии кислородных мирид RU Her и RS Vir. Проанализированы изменения блеска и цвета этих звезд за все время наблюдений, построены сводные кривые блеска и показателей цвета. Установлено, что на шкале времени ^6000 сут в изменениях средних значений ИК-блеска RS Vir наблюдался линейный тренд, возможно связанный с изменениями в пылевой оболочке мириды. Приведены результаты расчетов моделей сферически-симметричных пылевых оболочек звезд, построенных по полученным данным о средних потоках, дополненных наблюдениями со спутников IRAS и AKARI в среднем и далеком ИК-диапазонах. Оптическая толщина в видимом диапазоне пылевой оболочки RU Her с температурой пыли на внутренней границе Ti = 590 К довольно мала: tv = 0.33. Пылевая оболочка RS Vir заметно холоднее (Ti = 410 К), и она имеет tv = 0.77. Оцененный темп потери массы для RU Her составляет 6.2 х х 10-7 Mo/год, а для RS Vir - 7.1 х 10~7 М©/год.
DOI: 10.7868/S0004629915040015
1. ВВЕДЕНИЕ
RU Her (= IRAS 16081 + 2511) и RS Vir (= = IRAS 14247 + 0454) — долгопериодические переменные из подгруппы кислородных мирид. Они располагаются на асимптотической ветви гигантов (AGB) диаграммы Герцшпрунга—Рессела и находятся на стадии эволюции, предшествующей образованию планетарной туманности. Такие звезды являются пульсирующими переменными, и они интенсивно теряют массу, что приводит к образованию газо-пылевых околозвездных оболочек.
Для обеих мирид имеются многочисленные визуальные оценки блеска, а также измерения потоков в видимом и ближнем ИК-диапазонах. Данные о JHKL-фотометрии приведены в работе [1]. Фотометрия на длине волны Л = 5 мкм (фильтр М) разными авторами проводилась лишь эпизодически. В нашу программу инфракрасной JHKLM-фотометрии (диапазон длин волн 1.25—5 мкм), проводимую с целью поиска и исследования объектов с газо-пылевыми оболочками, эти звезды были включены в 1988 г. (RU Her) и в 1998 г. (RS Vir). Следует отметить, что полученные ряды многолетней ИК-фотометрии исследуемых мирид являются уникальными.
E-mail: taranova@sai.msu.ru
Интерес к изучению строения внешних слоев RU Her и RS Vir был вызван обнаружением мазерного излучения от этих объектов. По наблюдениям излучения гидроксила OH для RS Vir были получены оценки скорости расширения оболочки Ve = 4.3 км/с и темп потери массы M = = 6.8 х 10"7 Mo/год [2]. По наблюдениям радиолиний молекул CO для этой же звезды получены средние значения Ve = 6.2 км/с и Ml = 2.4 х х 10"7 Mo /год [3], а для RU Her - Ve = 8.0 км/с и M = 5.2 х 10"7 Mo/год [4].
Благодаря наблюдениям спутника IRAS удалось оценить характеристики пылевых оболочек этих объектов, представляя наблюдаемые потоки моделями разной степени сложности. Параметры моделей включали расстояния d, эффективные температуры Teff и светимости L звезд, а также температуру пыли на внутренней границе оболочки
Ti и оценки темпа потери массы M. Из анализа эмиссионного силикатного пика вблизи Л = 10 мкм для RS Vir было найдено значение M = 4.0 х х 10_6 Mo /год [5], существенно превышающее другие оценки. По данным спектрометра низкого разрешения LRS спутника IRAS в работе [6] были рассчитаны модели пылевых оболочек в предположении, что звезды имеют одинаковые светимо-
Таблица 1. Результаты 1НКЬЫ-фотометрии двух кислородных мирид в 2009—2014 гг.
Фаза 7 Н К Ь М
ии Нег
2454895.535 0.618 2.22 1.31 0.53 -0.29 -0.16
2454931.499 0.692 2.58 1.6 0.78 -0.11 0
2454942.498 0.715 2.62 1.68 0.85 -0.1 0.01
2454969.408 0.771 2.64 1.69 0.83 -0.12 0.01
2454982.396 0.797 2.55 1.66 0.8 -0.12 -0.05
2454991.39 0.816 2.43 1.56 0.75 -0.19 -0.1
2455014.351 0.863 2.1 1.33 0.57 -0.31 -0.12
2455021.348 0.878 2.06 1.3 0.53 -0.34 -0.16
2455047.325 0.931 1.99 1.26 0.53 -0.33 -0.26
2455055.277 0.948 2.02 1.28 0.52 -0.32 -0.25
2455114.181 0.069 2.02 1.27 0.58 -0.26 -0.1
2455270.58 0.392 1.33 0.54 -0.1 -0.71 -0.52
2455291.508 0.435 1.41 0.61 -0.05 -0.68 -0.44
2455317.446 0.488 1.58 0.78 0.09 -0.58 -0.35
2455366.42 0.589 2.12 1.25 0.49 -0.3 -0.16
2455408.294 0.676 2.52 1.6 0.75 -0.15 0.11
2455430.258 0.721 2.66 1.77 0.88 -0.06 0.06
2455439.258 0.74 2.59 1.73 0.89 -0.07 0.06
2455463.207 0.789 2.51 1.67 0.87 -0.08 -0.02
2455624.62 0.122 1.92 1.25 0.53 -0.27 -0.35
2455672.472 0.221 1.51 0.79 0.16 -0.52 -0.48
2455692.408 0.262 1.48 0.72 0.1 -0.57 -0.54
2455700.379 0.278 1.47 0.68 0.05 -0.59 -0.48
2455726.439 0.332 1.46 0.69 0.04 -0.58 -0.43
2455735.398 0.35 1.46 0.67 0.03 -0.6 -0.38
2455751.333 0.383 1.5 0.66 0.05 -0.61 -0.49
2455757.363 0.396 1.51 0.72 0.05 -0.59 -0.37
2455760.295 0.402 1.48 0.7 0.02 -0.62 -0.41
2455779.311 0.441 1.6 0.76 0.1 -0.57 -0.4
2455794.263 0.472 1.68 0.82 0.15 -0.5 -0.28
2455816.243 0.517 1.86 0.99 0.3 -0.43 -0.16
2456005.577 0.908 1.92 1.22 0.54 -0.26 -0.19
2456020.505 0.938 1.93 1.25 0.53 -0.26 -0.19
2456058.45 0.017 1.88 1.18 0.5 -0.22 -0.07
2456080.391 0.062 1.8 1.05 0.45 -0.3 -0.27
2456089.394 0.081 1.69 1 0.36 -0.36 -0.24
2456110.327 0.124 1.54 0.81 0.22 -0.44 -0.34
2456142.279 0.19 1.43 0.69 0.05 -0.53 -0.39
2456198.199 0.305 1.24 0.46 -0.12 -0.69 -0.4
Таблица 1. Окончание
Фаза 7 Н К Ь М
2456358.606 0.636 2.45 1.54 0.74 -0.13 0.1
2456409.473 0.741 2.43 1.57 0.76 -0.19 0.02
2456431.427 0.786 2.25 1.45 0.64 -0.27 -0.2
2456438.479 0.801 2.2 1.39 0.62 -0.28 -0.21
2456465.352 0.856 2.03 1.3 0.54 -0.36 -0.24
2456470.342 0.866 2.03 1.3 0.55 -0.35 -0.18
2456473.34 0.872 2 1.28 0.53 -0.36 -0.26
2456485.342 0.897 2.05 1.32 0.56 -0.34 -0.16
2456492.383 0.912 2.08 1.35 0.57 -0.3 -0.25
2456498.3 0.924 2.06 1.33 0.58 -0.31 -0.26
2456515.29 0.959 2.13 1.37 0.62 -0.3 -0.22
2456694.662 0.329 1.54 0.71 0.06 -0.59 -0.48
2456739.581 0.422 1.71 0.85 ЯБ Уп- 0.18 -0.53 -0.3
2454895.564 0.83 2.58 1.96 1.43 0.59 0.51
2454940.435 0.956 2.21 1.58 1.11 0.3 0.28
2454983.337 0.078 1.96 1.36 0.95 0.23 0.25
2454994.338 0.109 1.94 1.33 0.88 0.2 0.19
2455016.285 0.171 1.97 1.37 0.93 0.26 0.26
2455270.515 0.889 2.56 1.95 1.42 0.58 0.45
2455318.368 0.024 1.98 1.37 0.93 0.25 0.19
2455633.49 0.914 2.26 1.62 1.11 0.34 0.31
2455692.364 0.081 1.97 1.3 0.83 0.12 0.04
2455700.336 0.103 1.89 1.24 0.75 0.08 0.03
2455731.301 0.191 1.89 1.24 0.75 0.09 0.16
2455755.268 0.258 2.04 1.36 0.86 0.2 0.25
2455784.249 0.34 2.24 1.63 1.12 0.4 0.5
2455962.638 0.844 2.82 2.22 1.6 0.67 0.66
2456004.499 0.963 2.32 1.75 1.21 0.43 0.41
2456020.469 0.008 2.15 1.56 1.09 0.35 0.26
2456058.345 0.115 1.98 1.41 0.97 0.26 0.27
2456080.326 0.177 2.03 1.44 0.96 0.25 0.18
2456292.687 0.777 2.67 1.99 1.44 0.61 0.61
2456410.426 0.109 1.94 1.29 0.83 0.16 0.16
2456431.352 0.169 1.94 1.31 0.83 0.18 0.1
2456461.274 0.253 1.98 1.38 0.91 0.23 0.26
2456471.301 0.281 2.09 1.47 0.99 0.28 0.3
2456487.266 0.327 2.18 1.57 1.08 0.38 0.4
2456739.487 0.039 2.32 1.69 1.2 0.44 0.37
Таблица 2. Параметры и характеристики линейных регрессий у = а + Ы, представленных на рис. 1 и 2
Фильтр Параметры и характеристики линейной регрессии
а C'a 6, 10~5 сгь, Ю-5 г or п Р
RU Her
J 1.72 0.19 1.20 1.44 0.07 0.03 146 0.40
H 0.98 0.18 0.837 1.33 0.05 0.03 146 0.53
К 0.18 0.15 1.38 1.1 0.10 0.02 146 0.21
L -0.59 0.10 1.29 0.74 0.14 0.02 146 0.08
M -0.38 0.09 0.806 0.726 0.09 0.02 144 0.26
J-H 0.73 0.03 0.366 0.281 0.11 0.01 146 0.19
K-L 0.77 0.05 0.097 0.420 RS Vir 0.02 0.01 146 0.81
J 5.18 0.30 -18.99 2.11 -0.78 0.04 52 <0.0001
H 4.57 0.29 -19.07 2.04 -0.80 0.04 51 <0.0001
К 3.70 0.24 -16.66 1.69 -0.81 0.03 52 <0.0001
L 2.45 0.18 -13.44 1.30 -0.82 0.02 52 <0.0001
M 2.58 0.20 -14.34 1.43 -0.81 0.02 51 <0.0001
J-H 0.60 0.04 0.15 0.29 0.075 0.03 51 0.60
K-L 1.24 0.06 -3.21 0.48 -0.68 0.01 52 <0.0001
сти, характеризуемые Mboi = —4.8, температуры Teff = 2500 К и радиусы 3.0 х 1013 см. Предполагалось, что оболочка состоит из одинаковых по размерам сферических частиц аморфного силиката магния и оксида алюминия радиусом 0.05 мкм, а ее плотность изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния. При этих предположениях для RU Her получены значения T1 = 350 К и d = = 401 пк, а для RS Vir - T1 = 300 К и d = 459 пк. Простое представление наблюдаемого потока излучением двух абсолютно черных тел дало для RS Vir величины Teff = 2196 К и T1 = 438 К [7].
Решение задачи переноса излучения в сферически-симметричной оболочке из частиц аморфного силиката, полученное в работе [8] с использованием обобщенного приближения Эддингто-на, при сравнении с показателями цвета IRAS дало для RU Her значение T1 = 541 К, а для RS Vir - T1 = 465 К. При этом температуры Teff = 3000 К и светимости L = 104 Lo звезд предполагались одинаковыми. Расчет модели сферически-симметричной пылевой оболочки при Teff = 2500 К и L = 4100 Lo, проведенный для RS Vir в работе [9] также с использованием данных IRAS, дал значения d = 700 пк, Ve = 4.3 км/с и M = 1.0 х 10_6 Mo/год.
Таким образом, ранее рассчитанные модели пылевых оболочек этих объектов были достаточно грубыми, и они использовали предположения, далекие от реальности. В первую очередь это касается предположения о равенстве светимостей и эффективных температур мирид, периоды изменения блеска которых существенно различаются (см. разд. 2). Кроме того, за два десятилетия, прошедших с момента последних расчетов, наблюдательные данные для этих звезд существенно пополнились. Были выполнены интерферометрические наблюдения, позволившие уточнить значения эффективных температур [10, 11]. Проведены внеатмосферные измерения потоков в ближнем (эксперимент DIRBE спутника COBE [12]), среднем и далеком (спутник AKARI [13]) ИК-диапазонах.
Целью данной раб
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.