научная статья по теме НЕРАДИАЛЬНЫЕ ПУЛЬСАЦИИ ГОРЯЧЕГО КОМПОНЕНТА СИМБИОТИЧЕСКОЙ ЗВЕЗДЫ СН CYG ВО ВРЕМЯ ЕЕ АКТИВНОЙ ФАЗЫ Астрономия

Текст научной статьи на тему «НЕРАДИАЛЬНЫЕ ПУЛЬСАЦИИ ГОРЯЧЕГО КОМПОНЕНТА СИМБИОТИЧЕСКОЙ ЗВЕЗДЫ СН CYG ВО ВРЕМЯ ЕЕ АКТИВНОЙ ФАЗЫ»

УДК 524.338.3-563

НЕРАДИАЛЬНЫЕ ПУЛЬСАЦИИ ГОРЯЧЕГО КОМПОНЕНТА СИМБИОТИЧЕСКОЙ ЗВЕЗДЫ ^ Cyg ВО ВРЕМЯ ЕЕ АКТИВНОЙ ФАЗЫ

© 2006 г. Н. И. Бондарь, В. В. Прокофьева

Крымская астрофизическая обсерватория, Научный, Крым, Украина Поступила в редакцию 31.01.2005 г.; принята в печать 06.07.2005 г.

Проведены наблюдения симбиотической звезды СН Cyg на 70-см телескопе Крымской астрофизической обсерватории в 1982 г. во время ее активной фазы, когда ее блеск в полосе V был ярче 6т. Одновременно регистрировалось излучение в континууме в областях длин волн 3737, 5092, 5500 А с временным разрешением 20 с. Для четырех ночей наблюдений — с 13 июля по 22 августа — приведены кривые блеска в указанных длинах волн, отражающие характер быстрой переменности. Различными методами выполнен частотный анализ наблюдений для рядов данных в длинах волн 3737 и 5092 А, где излучение горячего компонента вносит заметный вклад. В спектрах обоих рядов найдено около 20 одинаковых частот в диапазоне периодов от 150 до 6000 с. Оценки достоверности обнаруженных частот показали, что ее уровень превосходит 3 а во всех случаях, и в большинстве из них — значительно. Амплитуды многих колебаний оказались переменными с характерным временем менее суток. Мультипериодичность и переменность амплитуд колебаний характерны для нерадиальных пульсаций. Сделан вывод о том, что в период максимальной активности симбиотической звезды были возбуждены нерадиальные колебания, характерные для д-мод белого карлика.

1. ВВЕДЕНИЕ 1.1. Нерадиальные пульсации и их особенности

Нерадиальные пульсации звезд впервые были описаны лордом Кельвиным в 1863 г. [1]. Однако многие годы они оставались академическими изысканиями и лишь с середины ХХ в. они находят применение к объяснению переменности различных типов звезд. В конце 60-х и начале 70-х гг. нерадиальные пульсации были обнаружены у белых карликов, Ар-звезд, ранних типов О- и В-звезд.

Характерной особенностью нерадиальных пульсаций звезд является наличие мультипериодич-ности. Так, Солнце может пульсировать одновременно в 107 модах нерадиальных собственных частот [2], причем затухание мод очень мало — они существуют многие тысячи циклов. Для возбуждения собственных частот необходимо наличие возбуждающего механизма, который может быть различным. Теоретически установлено, что р-моды, наблюдаемые на Солнце, возбуждаются значительно легче, чем д-моды, характерные для белых карликов.

Нерадиальные пульсации являются весьма распространенным явлением, но зарегистрировать в наблюдениях такие колебания достаточно трудно.

У одиночных белых карликов нерадиальные пульсации наблюдались практически у всех типов: ЭО, ЭВ, ЭА. Нас интересуют звезды ЭО, имеющие температуры около 100 000 К, поскольку у горячих компонентов симбиотических звезд температура близка к этому значению. Согласно [ 1], ЭО-звезды имеют собственные периоды колебаний в диапазоне от 400 с (6.7 мин) до 2000 с (33.3 мин), причем, в основном, это д-моды с низкими значениями параметра I.

Исследования нерадиальных пульсаций дают информацию о внутреннем строении звезд и поэтому являются чрезвычайно важными. Уже много лет проводятся специальные международные кампании, во время которых одни и те же звезды наблюдаются на обсерваториях, расположенных на разных долготах земного шара.

Установлено, что частота и фаза нерадиальных колебаний достаточно устойчива, а амплитуда переменна во времени. Это подтверждают, например, результаты двух международных кампаний по наблюдениям горячего белого карлика РО 0122+200, опубликованные в [3], где продемонстрирована переменность амплитуды одного из обнаруженных колебаний. В этой статье приведено более 10 независимых частот в интервале периодов 336—470 с,

Таблица 1. Сводка наблюдений CH Cyg в 1982 г.

Дата UT Количество Значения среднеквадратичной ошибки по длинам волн

(1982 г.) начало конец измерении А = 3737 А А = 5092 А А = 5500 А

13.06 20h50m40s-22h06m20s 180 0.010т 0.010т 0.010т

14.08 19 59 00-21 04 40 157 0.020 0.010 0.013

15.08 20 11 20-21 19 40 161 0.014 0.011 0.011

22.08 20 56 40-21 51 40 149 0.013 0.010 0.010

интерпретированных авторами как нерадиальные д-моды.

Попытка найти нерадиальные пульсации у 9 белых карликов DAO, сделанная в [4], не увенчалась успехом, по-видимому, из-за коротких рядов наблюдений.

Обнаруженные у красных гигантов симбиотиче-ских звезд CI Cyg и AG Peg пульсации с периодами соответственно 50.2, 78.4 сут [5] и 10.7, 9.9 сут [6] были интерпретированы как р-моды нерадиальных пульсаций. Источником возбуждения их является звуковая волна, возникающая в атмосфере красного гиганта вследствие его асинхронного вращения.

1.2. Характерные особенности излучения CH Cyg в 1982 г.

Среди астрофизических объектов звезда CH Cyg известна как пекулярная симбиотическая система, компонентами которой являются красный гигант M6—M7 и горячая звезда низкой светимости, классифицируемая во многих исследованиях как белый карлик [7—11]. Благодаря комплексным наблюдениям CH Cyg, выполненным наземными и внеатмосферными средствами, получены убедительные доказательства двойственности звезды, прослежены физические процессы, происходящие в околозвездной среде и на компонентах системы. Период обращения горячего спутника вокруг холодного гиганта составляет -5700 сут (15.6 лет) [12]. Орбита имеет большой эксцентриситет e = 0.47, большая полуось a = 2000 Rq, отношение масс q = 3.5. Размеры полуправильного холодного гиганта спектрального класса M6—M7 составляют 180—300 Rq , температура его поверхности Teff - 2700 K, светимость -8000 Lq . Результаты оптической и инфракрасной фотометрии и исследование лучевых скоростей М-гиганта показали присутствие переменности с периодами 1300, 770 и 100 сут [9, 10, 13]. Первый период, вероятно, связан с вращением гиганта, а два последних вызваны радиальными пульсациями. Холодный компонент не заполняет полость Роша, звезда теряет вещество вследствие звездного ветра. Потеря массы составляет 10_8—10_6 Mq/год.

Часть этого вещества аккрецирует на вторичный компонент — белый карлик, а остальное вещество идет на пополнение неоднородной газовой оболочки. Согласно [9] масса белого карлика составляет 0.58 МС0). Светимость его переменна: в спокойном состоянии она оценивается как 10—70 ЬС0), а в активном — —300 ЬС0).

Фотометрическое поведение звезды прослежено на интервале более 100 лет [9]. Большую часть времени СН С;^ находилась в спокойном состоянии, ее блеск в полосе В оставался на уровне 8т—9т. Сильная и продолжительная активность, имевшая место с 1977 по 1987 гг., сопровождалась серией вспышек, в результате которых возросла яркость звезды, особенно в коротковолновой области. В полосе В подъем блеска составил 3т. Еще более значительные изменения происходили в полосе и. Предполагается, что активное состояние звезды связано с образованием аккреционного диска вокруг белого карлика, а спад активности — с его разрушением [9]. В оптическом диапазоне с горячим компонентом связано появление в спектре добавочного голубого континуума. В этот период у звезды становятся заметными быстрые нерегулярные изменения блеска с амплитудой, возрастающей в синюю область спектра. Впервые они были зарегистрированы во время активности звезды в 1967 г. [14], но наиболее детально изучались в период с 1977 по 1987 гг. Быстрые флуктуации блеска присутствовали весь этот продолжительный период активности и не наблюдались только во время затмения горячего компонента холодной звездой в 1985 г., что свидетельствует о том, что их источник связан с горячим компонентом.

Проанализировав наблюдения, полученные за три ночи в 1986 и 1989 гг., Миколаевский и др. [15] выявили быстрые малоамплитудные (на уровне 3—4 а) осцилляции с периодом Р = 500 с. Фаза колебаний сохранялась, по крайней мере, в течение 48 ч по наблюдениям 11 и 13 ноября 1986 г.

В активной фазе, кроме нерегулярных малоамплитудных осцилляций, у звезды наблюдаются квазипериодические 7—12-минутные колебания блеска с амплитудой, достигающей в

(а) г!"

Аш

10.05" 13.06.1982

-3737А Д, Д ^

5092А

- -г- ^у/Ч .

/Ц .. А

5500А ■ I

00А

1.00

14.08.1982

1.02 1.04

ГО 2445133.5 +

10.05ш » -1 . >

3737Ар I

- "И

Й

^ ^ ^ Ц^» "иТ

кь

м V <

5092А

5500А )

л

л А *

гт

0.96

0.98 1.00

ГО 2445195.5 +

3737А

к м

0.05"

15.08.1982

\

(в)

л 1

л*

5092А

-л/ и- Чл -

5500А

к гч

/

0.96

0.98

1.00 1.02 ГО 2445 196.5 +

(б) _ 22.08.1982 {0.05ш Д

} I - / Ч 3737А - л - 'V, ч ,Л\, лА

5092А

л

г | t \ 5500А I ч-УЧ'

л/Ч

V л '

£ .-Ц

1

1.00

1.02 1.04

ГО 2445203.5 +

Рис. 1. Кривые блеска звезды СН Cyg, полученные в указанные на графиках даты в трех участках непрерывного спектра с центрами на длинах волн, приведенных слева около кривых. Справа от каждой кривой блеска указаны ошибки одного измерения.

Мощность, 10 4

5 -4 -3 -21 -0

0 100 200 300 400 500

1/Р, сут-1

Рис. 2. Спектр мощности в диапазоне частот 10—540 сут-1, полученный по 646 данным фотометрических наблюдений континуума в полосе шириной 23 А с центром на длине волны 3737 А в спектре симбиотической звезды СН Cyg.

отдельных случаях нескольких десятых звездной величины [7, 16—18].

Целью настоящей работы является поиск периодических колебаний блеска горячего компонента симбиотической звезды СН Cyg, излучение

которого было зарегистрировано в 1982 г. во время активного состояния звезды, и рассмотрение вопроса о возможности наличия нерадиальных

пульсаций белого карлика, возбужденных в этом состоянии звезды.

Р, % 100 80 60

0.010 0.005

БОНДАРЬ, ПРОКОФЬЕВА ЦР = 32.70 сут-1

1/Р, сут-1

Рис. 3. Пример уточнения найденной частоты 32.70 сут-1. Периодограмма на верхнем графике рассчитана по методу Юркевича, параметр р (%) показывает вероятность существования этого периода около 100%. На нижнем графике приведен амплитудный спектр, построенный по методу Диминга.

2. НАБЛЮДЕНИЯ И КРИВЫЕ БЛЕСКА

Наблюдения проводились на 70-см телескопе с помощью пятиканального спектрофотометра [19, 20]. Входная щель прибора имела ширину 23 А и центрировалась в спектре с точностью 1 А. Одновременно велась запись излучения

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.

Показать целиком