УДК 524.33
МАГНИТНО-АКТИВНЫЕ ЗВЕЗДЫ В ТЕЛЬЦЕ-ВОЗНИЧЕМ:
ЭВОЛЮЦИОННЫЙ СТАТУС
© 2013 г. К. Н. Гранкин*
НИИ "Крымская астрофизическая обсерватория", пос. Научный, Украина Поступила в редакцию 11.01.2013г.
Проанализирована выборка 74 магнитно-активных звезд, расположенных в направлении области звездообразования Тельца—Возничего. На основе аккуратных данных об основных физических параметрах, полученных из оригинальных фотометрических наблюдений, и литературных данных о собственном движении, рентгеновской светимости, эквивалентной ширине линий Ha и Li, уточнен эволюционный статус этих объектов. Показано, что 50 объектов являются молодыми звездами с возрастом 1—40 млн. лет и принадлежат области звездообразования Тельца—Возничего. Другие 20 объектов имеют спорный эволюционный статус и могут принадлежать как области звездообразования Тельца—Возничего, так и Поясу Гулда. Остальные 4 объекта с возрастом 70—100 млн. лет принадлежат начальной главной последовательности. Проанализирована связь между периодом вращения, массой и возрастом для 50 магнитно-активных звезд. Исследовано изменение углового момента вращения звезд выборки в течение первых 40 млн. лет эволюции. Показано, что активное взаимодействие между звездой и протопланетным диском происходит на временном интервале от 0.7 до 10 млн. лет.
Ключевые слова: звезды — переменные, свойства, вращение, звезды до главной последовательности.
DOI: 10.7868/S0320010813050033
ВВЕДЕНИЕ
Область звездообразования (ОЗ) Тельца-Возничего включает в себя богатую популяцию молодых звезд, которые не достигли главной последовательности ("pre-main sequence" или PMS). Согласно работе Кениона и др. (2008), наиболее полная выборка PMS звезд в ОЗ Тельца-Возничего содержит 383 объекта. Эта выборка представлена инфракрасными объектами или протозвездами, которые являются оптически невидимыми из-за сильного поглощения в окружающих газопылевых облаках, звездами типа Т Тельца (TTS) и коричневыми карликами. В свою очередь подгруппа звезд типа Т Тельца включает в себя как "классические" TTS (CTTS) с сильными эмиссионными линиями и значительными инфракрасными (ИК) и ультрафиолетовыми (УФ) избытками, так и "слабые" TTS (WTTS) с очень слабыми эмиссионными линиями и незначительными ИК и УФ избытками или вовсе без них. Судя по всему, CTTS находятся на стадии активного взаимодействия
Электронный адрес: konstantin.grankin@rambler.ru
со своими аккреционными дисками, тогда как у WTTS диски либо отсутствуют, либо не являются аккреционными.
Перечисленные объекты формируют грубую возрастную последовательность с протозвездами, как самыми молодыми объектами, и WTTS — как самыми старыми. Наиболее молодые протозвезды концентрируются в самых плотных частях молекулярных облаков, CTTS расположены как в самих облаках, так и в узких темных полосах, которые соединяют наиболее крупные облака. WTTS демонстрируют меньшую концентрацию к облакам и могут быть несколько старше, чем CTTS. Большинство PMS звезд в ОЗ Тельца—Возничего имеет возраст 1—3 млн. лет, и только некоторые члены ОЗ имеют возраст больше 3 млн. лет. Если принять во внимание, что молекулярные облака в ОЗ существуют около 10 млн. лет или более, и предположить, что темп звездообразования оставался постоянным в течение всего времени существования облаков, то приходится признать, что известные PMS звезды должны представлять только маленькую часть данной ассоциации.
Отсутствие наблюдаемой популяции более старых PMS звезд с возрастом около 3 млн. лет и старше характерно не только для ОЗ Тельца-Возничего, но и для почти всех соседних ОЗ (см., например, Карпентер, 2000; Палла, Сталер, 2000). Либо звездообразование имеет место в течение короткого времени жизни молекулярных облаков, либо сами молекулярные облака существуют только несколько млн. лет. Эта проблема обсуждалась в литературе в течение почти трех десятилетий и известна как проблема отсутствия более старых PMS звезд, которые недавно прошли стадию TTS ("post T Tauri star" или PTTS) или "проблема отсутствия PTTS" (Хербиг, 1978; Фейгельсон, 1996).
Все звезды позднее спектрального класса F и моложе 100 млн. лет проявляют себя как мягкие рентгеновские источники, и их можно легко обнаружить с помощью чувствительных рентгеновских обсерваторий. Было предпринято несколько исследований с целью поиска новых кандидатов в PMS звезды среди множества рентгеновских источников, расположенных в направлении на ОЗ Тельца-Возничего (например, Вихман и др., 1996; Нойхойзер и др., 1997). Эти исследования позволили выявить значительную популяцию кандидатов в PMS звезды, которые широко рассеяны по ОЗ Тельца-Возничего и за ее пределами. Поскольку молодые звезды демонстрируют небольшие изменения своих рентгеновских свойств в течение первых 100 млн. лет эволюции, рентгеновских данных недостаточно, чтобы отличить PMS звезды с возрастом 3-50 млн. лет от звезд главной последовательности нулевого возраста (ZAMS) c возрастом около 100 млн. лет. Таким образом, выборка рентгеновски-активных звезд может быть сильно "загрязнена" объектами поля, и для идентификации новых PMS звезд требуются дополнительные спектральные наблюдения.
Используя данные из обзора космической рентгеновской обсерватории ROSAT и спектральные данные, Вихман и др. (1996) исследовали область размером около 280 кв. градусов в ОЗ Тельца-Возничего. В результате этой работы было идентифицировано 76 кандидатов в PMS звезды (далее "список Вихмана"). Вихман и др. (1996) использовали следующие критерии для классификации звезд как PMS: присутствие абсорбционной линии лития Li I А6707 с эквивалентной шириной >100 и спектральный класс F или позднее. Большинство этих звезд (72) были классифицированы как WTTS на основе обнаружения слабой эмиссии или абсорбции в линии Ha (EW(Ha)
<10 A). Остальные шесть PMS звезд с сильной Ha эмиссией были классифицированы как CTTS.
Мартин и Магаццу (1999) не согласились с критериями классификации, принятыми Вихманом и др. (1996). Они отметили, что обнаружение лития у звезды позднего спектрального класса является необходимым, но не достаточным условием для того, чтобы рассматривать ее как WTTS, так как PTTS, звезды прошедшие стадию TTS, и маломассивные члены молодых рассеянных скоплений с возрастами 30—200 млн. лет также показывают сильные линии лития (см. Мартин, 1997). Мартин и Магаццу (1999) использовали спектры с более высоким разрешением для 35 звезд из списка Вихмана, чтобы измерить эквивалентные ширины линии лития и пересмотреть эволюционный статус этих звезд. Они показали, что их выборка является смесью молодых (11 TTS и 8 PTTS) и более старых звезд ZAMS. Вихман и др. (2000) предприняли еще одно детальное исследование 58 кандидатов в PMS из списка Вихмана, основанное на эшеле-спектроскопии с высоким разрешением и данных о собственных движениях. Они нашли, что приблизительно 60% звезд этой выборки могут быть расценены как PMS, в то время как остальные звезды, вероятно, принадлежат ZAMS. Вихман и др. (2000) пришли к выводу, что PMS звезды, вероятно, связаны с ОЗ Тельца—Возничего, в то время как звезды ZAMS могут представлять популяцию более старых звезд Пояса Гулда. Тем не менее ни один объект из работы Вихмана и др. (2000) не был включен в список признанных членов ОЗ Тельца-Возничего, опубликованный Кенионом и др. (2008).
Долговременный фотометрический контроль представительной выборки PMS звезд был выполнен в рамках программы ROTOR на Майданакской обсерватории в Узбекистане в течение почти двадцати лет (1984-2006 гг). В результате осуществления этой программы было получено более ста тысяч UBVR-измерений для 370 объектов, расположенных в различных ОЗ. Окончательные результаты фотометрических наблюдений 72 CTTS и 48 WTTS представлены в работах Гранкина и др. (2007) и Гранкина и др. (2008) соответственно. Среди наблюдавшихся объектов было несколько десятков PMS звезд из ОЗ Тельца-Возничего: 34 CTTS и 40 WTTS. Поскольку эти звезды являются признанными членами ОЗ Тельца-Возничего (см. Кенион и др., 2008), мы будем называть далее эти звезды "хорошо известными PMS звездами".
Кроме того, на Майданакской обсерватории были выполнены наблюдения 60 кандидатов в PMS звезды из работы Вихмана и др. (1996). В течение 1994-2006 гг. было получено более 5000 BVR измерений для этих звезд. Поскольку объекты из списка Вихмана не были включены в список признанных PMS звезд ОЗ Тельца-Возничего, опубликованный Кенионом и др. (2008), мы будем
Таблица 1. Литературные данные для звезд выборки
\У96 (Ла СОЭ 5 мае/ год мае/ год \У (и) А \У(На) А Ьх, Ю30 эрге-1 \У9б/имя СОЭ 5 мае/год мае/год \У (1л) А \У(На) А Ьх, Ю30 эрг с-1
01 2 -И 0.26 0.38 2.94 60 0.10 1.50 0.37
02 3 -14 0.45 -0.25 1.06 62 0 -18 0.40 -0.05 0.72
03 16 -20 0.22 0.70 2.31 63 9 -20 0.58 -0.50 1.11
04 4 -17 0.35 0.64 4.58 64 -2 -17 0.31 -0.29 1.11
05 6 -15 0.25 2.77 3.46 66 -1 -18 2.44 4.37
06 7 -15 0.21 3.28 3.14 67 0 -17 0.25 0.60 0.97
07 7 -21 0.59 -4.60 3.54 68 И -27 0.10 0.48
08 18 -53 0.26 -0.20 2.31 70 12 -18 0.30 -7.00 1.45
10 20 -32 0.41 1.00 3.21 71 0 -18 0.20 2.71 0.74
11 3 -И 0.30 -3.70 1.35 73 И -17 0.45 0.30 0.94
12 30 -43 0.26 -1.80 0.74 74 2 -18 0.43 -0.10 3.49
13 -1 -18 0.41 -0.35 1.33 75 8 -25 0.44 0.03
14 8 -16 0.17 1.10 0.82 76 12 -18 0.40 -0.06 3.3
15 16 -40 0.16 2.60 0.4 Апоп 1 0.48 -2.50 1.45
18 1 -14 0.27 1.88 2.46 ТАР 31 8 -27 1.01 9.12
23 -7 -22 0.37 -0.57 0.47 ЬкСа 1 16 -29 0.56 -3.40 0.11
27 8 -16 0.36 0.75 2.93 ЬкСа 4 8 -24 0.61 -4.05 0.91
29 2 -25 0.34 1.35 4.99 ЬкСа 5 7 -33 0.55 -3.90 0.34
30 1 -17 0.16 2.73 ЬкСа 7 5 -31 0.59 -3.70 0.83
31 29 -28 0.14 1.20 3.53 ЬкСа 14 4 -21 0.60 -0.90 1.07
32 3 -14 1.39 1.87 ЬкСа 16 10 -17 0.44 -4.00 1.12
36 -5 -12 0.24 0.66 0.2 ЬкСа 19 3 -19 0.47 -0.50 5.50
37 8 -16 0.54 -1.80 0.21 ЬкСа 21 12 -30 0.75 -5.50 1.82
39 -13 -6 <0.05 2.30 1.02 ТАР 4 25 -41 0.35 -0.10
40 13 -23 0.49 -2.50 3.88 ТАР 9 20 -48 0.34 -1.60 0.78
41 0 -И 0.36 0.51 0.62 ТАР 26 9 -15 0.57 -1.05 0.89
44 7 -3 0.35 0.24 0.44 ТАР 35 2 -15 0.28 1.35 2.57
45 -8 -16 0.25 -1.30 0.7 ТАР 40 10 -28 0.15 -0.29 0.38
46 7 -И 0.38 -0.50 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.