УДК 524.37
ПЕРЕМЕННОСТЬ И ВОЗМОЖНАЯ БЫСТРАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ГОРЯЧИХ post-AGB ЗВЕЗД Hen 3-1347, Hen 3-1428 И LSS 4634
© 2014 г. В. П. Архипова1, М. А. Бурлак1, В. Ф. Есипов1, Н. П. Иконникова1*, А. Ю. Князев1,2,3, Г. В. Комиссарова1, А. Текола2
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва
2Южно-африканская астрономическая обсерватория, Кейптаун, ЮАР 3Южный африканский большой телескоп, Кейптаун, ЮАР
Поступила в редакцию 14.03.2014 г.
Представлены результаты спектральных и фотометрических наблюдений трех горячих южных postAGB объектов - Hen 3-1347 = IRAS 17074-1845, Hen 3-1428 = IRAS 17311-4924 и LSS 4634 = = IRAS 18023-3409. На спектрограммах, полученных на 1.9-м телескопе Южно-Африканской обсерватории (SAAO) в 2012 г., измерены эквивалентные ширины наиболее заметных спектральных линий. Сравнение новых данных с опубликованными ранее указывает на изменение спектров Hen 3-1428 и LSS 4634 за последние 20 лет. По данным обзора ASAS у всех трех звезд обнаружена быстрая фотометрическая переменность с амплитудой до 0m3—0m4 в фильтре V. Отмечается сходство характера переменности звезд выборки и других горячих протопланетарных объектов. Приводятся результаты UBV-наблюдений Hen 3-1347, согласно которым звезда испытывает быстрые нерегулярные изменения блеска с максимальными амплитудами: Д V = 0m25, ДВ = 0m25, AU = 0m30 и показывает корреляции показателей цвета с блеском. По архивным данным прослежена фотометрическая история звезд более, чем за 100 лет. Hen 3-1347 и LSS 4634 показали существенное ослабление блеска на большом временном промежутке. Выявленные изменения блеска и спектра звезд вместе с указанием на их повышенную массу могут свидетельствовать о быстрой эволюции исследуемых объектов в постасимптотической стадии.
Ключевые слова: post-AGB-звезды, планетарные туманности, фотометрические и спектральные наблюдения, переменность блеска.
DOI: 10.7868/S0320010814080014
ВВЕДЕНИЕ
Постасимптотическая (post-AGB) стадия эволюции звезд средних масс (Mzams = 0.8—8 MQ) — это переходный период от асимптотической ветви гигантов (AGB) к ядрам планетарных туманностей.
Протопланетарные объекты представляют собой звезды спектральных классов от поздних G до ранних B с протяженными атмосферами, окруженные пылевыми оболочками, сформированными в результате интенсивной потери массы на предыдущих стадиях эволюции. Пылевые оболочки со временем рассеиваются, что отражается на видимости звезд в оптическом диапазоне.
Исследования post-AGB звезд были начаты в середине 80-х годов прошлого века после появления инфракрасного космического обзора IRAS.
Электронный адрес: ikonnikova@gmail.com
Эти объекты были сначала заподозрены, а затем и выявлены среди звезд-сверхгигантов с пылевыми оболочками, обнаруженными в этом обзоре (Пар-тасарати, Потташ, 1986; ван дер Вин и др., 1989; Гривнякидр., 1989).
Важной особенностью post-AGB звезд является их фотометрическая переменность. Тип переменности зависит от эффективной температуры звезды, т.е. от ее положения на горизонтальном эволюционном треке. В частности, F-G сверхгиганты с ИК-избытками показывают полуправильные изменения блеска с характерными временами от 40 до 130 суток, причиной которых является пульсационная нестабильность (Гривняк, Лу, 2000; Кисс и др., 2007; Архипова и др., 2010; Гривняк и др., 2010). Более горячие звезды — ранние B-сверхгиганты с ИК-избытками — показывают переменность блеска без выраженной периодично-
сти с амплитудами от 0m2 до 0m4 в фильтре V на временных интервалах от суток до нескольких суток (Гривняк, Лу, 2000) и зависимостью показателей цвета от блеска, которую не удается объяснить температурными изменениями. В качестве основной причины фотометрической переменности горячих протопланетарных объектов рассматривается нестабильный звездный ветер (Архипова и др., 2012). Исследование фотометрической нестабильности и кривых лучевых скоростей позволили выявить среди post-AGB объектов значительное количество двойных звезд (Ван Винкель и др., 2009; Ван Винкель и др., 2012).
Настоящая работа посвящена исследованию трех южных горячих post-AGB звезд, для которых до настоящего времени не было данных об их фотометрическом поведении.
IRAS 17074—1845. Звезда была открыта Хе-найзом (1976) в результате обзора южных объектов с эмиссионными линиями в спектре и получила обозначение Hen 3-1347. Затем объект был отождествлен с ИК-источником IRAS 17074—1845 (Донг, Ху, 1991). На основании сходства далеких ИК-цветов звезды с таковыми планетарных туманностей и принимая во внимание высокую галактическую широту (b = +12?26) и спектральный тип Be, Партасарати (1993) классифицировал звезду как горячий post-AGB объект.
IRAS 17311-4924. Хенайз (1976) обнаружил этот объект как звезду с эмиссионными линиями в спектре и присвоил ей обозначение Hen 3-1428. Позднее у звезды был обнаружен избыток излучения в далекой ИК-области по данным из каталога точечных источников IRAS (Бейчман и др., 1985). На основании этих данных Партасарати и Потташ (1989) установили, что объект находится в postAGB стадии эволюции.
IRAS 18023-3409. Звезда CD - 34 12448 была включена Стефенсоном и Сандулеком (1971) в каталог звезд высокой светимости как объект LSS 4634, имеющий спектральный класс BO+. На основании анализа данных каталога точечных источников IRAS (Бейчман и др., 1985) Прейт-Мартинез (1989) включил IRAS 18023-3409 в список возможных новых планетарных туманностей.
В настоящей работе для всех трех звезд нами проанализированы фотометрические данные ASAS, на основе которых удалось обнаружить переменность блеска, характерную и для других горячих post-AGB звезд. Кроме того, были проведены UBV-наблюдения одного из объектов — IRAS 17074—1845, которые позволили подтвердить нестабильность блеска звезды.
Важной задачей в исследовании post-AGB звезд является выявление как можно большего
числа быстро эволюционирующих объектов для уточнения теоретических эволюционных треков.
Теоретические расчеты эволюции звезд промежуточных масс после ухода с AGB предсказывают сравнительно короткие сроки перехода звезды от гиганта асимптотической ветви к горячему субкарлику, а затем к белому карлику. В зависимости от начальной массы звезды, массы звезды-остатка, а также от истории потери массы на AGB время пересечения HR-диаграммы оценивается от 100 до нескольких тысяч лет (Блекер, 1995). Эволюционные изменения за разумный срок могут быть замечены лишь у наиболее массивных post-AGB объектов.
Среди горячих post-AGB звезд уже обнаружены объекты, эволюция которых проходит "на глазах". Это, например, SAO 244567 (Партасарати и др., 1993; Архипова и др., 2013a) и IRAS 18062+2410 (Архипова и др., 1999).
Для настоящего исследования выбраны postAGB звезды, которые по оценкам Мелло и др. (2012) имеют массы, превышающие средние значения для ядер планетарных туманностей и которые, следовательно, могут проявить себя как быстро эволюционирующие объекты. С этой целью была прослежена фотометрическая история звезд более, чем за 100 лет, а также проанализированы спектральные данные за последние 20 лет.
В табл. 1 приведены основные сведения об объектах, а именно, обозначения, экваториальные и галактические координаты, звездные величины в фильтре V и спектральные классы.
Все три звезды имеют спектры сверхгигантов спектрального класса B с эмиссионными линиями, расположены на высоких галактических широтах и являются источниками инфракрасного (ИК) излучения. Двугорбое распределение энергии в спектрах этих объектов обусловлено излучением самих звезд и окружающих их холодных пылевых оболочек, состоящих из сброшенного на AGB вещества. Потеря массы от звезд с темпом порядка 10"6—10_5 MQ в год продолжается и в post-AGB стадии (Гауба, Партасарати, 2004).
Объекты включены в Торуньский каталог postAGB и родственных объектов (Щерба и др., 2007). IRAS 17074-1845 и IRAS 17311-4924 содержатся в спектроскопическом атласе Суарез и др. (2006) в качестве переходных объектов от post-AGB звезд к планетарным туманностям.
Ранее эти объекты исследовались вместе с другими горячими post-AGB звездами. Гауба и др. (2003) построили для них распределение энергии в спектре, оценили температуру пыли, расстояние до звезд, темп потери массы, динамический возраст от конца AGB. На основании наблюдений в ультрафиолетовой (УФ) области спектра Гауба и
ПЕРЕМЕННОСТЬ И ВОЗМОЖНАЯ БЫСТРАЯ ЭВОЛЮЦИЯ Таблица 1. Объекты исследования
IRAS Имя a (2000.0) S (2000.0) 1 b V Sp
17074-1845 BD—18 4436 Hen 3-1347 LSE 3 17:10:24 -18:49:01 04.1 +12.3 11.461 ВЗШе3, B5Ibe4
17311-4924 CD-49 11554 Hen 3-1428 LSE 76 17:35:02 -49:26:26 341.4 -09.0 10.742 В1 lie5, B3Ie6, В Пае4
18023-3409 CD—34 12448 LS S 4634 18:05:38 -34:09:30 357.6 -06.3 12.081 B9Ia+e7, B2IIIe5
1 Хог и др. (2000), 2 Кларе и Неккель, 3 Гауба и др. (2003), 4 Кармона и др. (2010), 5 Партасарати и др. (2000), 6 Суарез и др. (2006), 7 Виджапуркар и Дриллинг(1993).
Партасарати (2003) определили параметры звезд и оценили их массы из сравнения полученных данных с теоретическими эволюционными треками Шен-бернера (1983, 1987). Свойства пылевой оболочки IRAS 17074—1845 были исследованы Черригоне и др. (2009) на основе фотометрических и спектральных наблюдений в ИК-диапазоне, полученных на космическом телескопе Spitzer.
СПЕКТРАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ
Спектральные наблюдения объектов исследования проводились в мае 2012 г. на 1.9-м телескопе Южно-африканской астрономической обсерватории (SAAO) с щелевым спектрографом в кассегреновском фокусе. Длина щели составляла порядка 3', ширина — 1.5", масштаб вдоль щели — 0.7''/пиксель. В качестве приемника излучения использовалась ПЗС-матрица SITe размером 266x1798 пикселей. Гризма 300 линий/мм использовалась в спектральном диапазоне Л 3500— 7200 A. Реальное спектральное разрешение составляло FWHM = 4.5 A. Для калибровки длин волн после каждого наблюдения были получены спектры лампы с Cu—Ar наполнением. Также для каждой ночи наблюдений получались изображения
Таблица 2. Журнал наблюдений
IRAS Дата Exp, с F{z)
17074-1845 2012-05-11
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.