Изучение звезд, заподозренных в переменности блеска - современное дополнение к каталогу NSV тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ АСТРОНОМИИ

КАЗАРОВЕЦ ЕЛЕНА ВАСИЛЬЕВНА

ИЗУЧЕНИЕ ЗВЕЗД, ЗАПОДОЗРЕННЫХ В ПЕРЕМЕННОСТИ БЛЕСКА -СОВРЕМЕННОЕ ДОПОЛНЕНИЕ К КАТАЛОГУ ^У

Специальность 01.03.02 астрофизика, радиоастрономия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

руководитель доктор физ.-мат. наук Н.Н.Самусь

На правах рукописи

УДК 524.33

МОСКВА-1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ОБЗОР КАТАЛОГОВ ПЕРЕМЕННЫХ ЗВЕЗД 8

Исторический очерк 8

От установления понятия переменной звезды до первого каталога 8

Возрастание роли исследований переменных звезд 9

Начало работы по каталогизации переменных звезд 11

Номенклатура переменных звезд 12 Списки обозначений и каталоги переменных звезд первой половины XX века 13

Систематическое издание каталогов переменных звезд 15 Деятельность советских ученых по составлению каталогов переменных звезд 15

Первое издание Общего каталога переменных звезд (ОКПЗ) 16

Каталог звезд, заподозренных в переменности (КЗП) 17

Второе издание Общего каталога переменных звезд 19

Второй каталог звезд, заподозренных в переменности блеска 20

Общий каталог переменных звезд, третье издание 21

Новый каталог звезд, заподозренных в переменности блеска (ЛБУ) 23

Четвертое издание Общего каталога переменных звезд 25

ГЛАВА 2. КАТАЛОГИ ПЕРЕМЕННЫХ ЗВЕЗД - СОВРЕМЕННОЕ

СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ 29

Структура информационных потоков в формировании каталогов переменных

звезд 29

Списки обозначений переменных звезд 33

67-й - 72-й списки 33 Дополнения и некоторые замечания к современной системе классификации

переменных звезд 34

73-й и 74-й списки нового формата 36 Улучшение координатной точности звезд ОКПЗ и ^У и связанные с этим

проблемы 40 Подготовка современного дополнения к Новому каталогу звезд, заподозренных

в переменности блеска 52

ГЛАВА 3. НОВЫЙ КАТАЛОГ ЗВЕЗД, ЗАПОДОЗРЕННЫХ

В ПЕРЕМЕННОСТИ БЛЕСКА (ДОПОЛНЕНИЕ) 62

Описание таблиц Дополнения к Новому каталогу звезд, заподозренных

в переменности блеска 63

Таблица 1 63

Таблица 2 67

Список литературы 75

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 82

ПРИЛОЖЕНИЕ 88

Введение

Благодаря огромному интересу исследователей к изучению переменных звезд, количество объектов, внесенных в каталоги переменных звезд за более чем столетнюю историю их создания, исчисляется в наше время десятками тысяч. Потребности будущих исследований переменных звезд непременно должны иметь надлежащее отражение во вновь создаваемых каталогах переменных звезд с учетом принципиальных изменений, достигнутых за последние десятилетия в понимании физической природы переменности блеска звезд и развитии новых методов наблюдательной астрономии. Общее количество типов переменности, которые общеприняты в настоящее время и установлены на основании достижений астрофизических исследований, составляет сейчас более ста. Даже упрощенная оценка возрастания потока информации за счет использования современных панорамных приемников излучения (ПЗС, КЧД, TV), современных, в том числе автоматических, наземных и космических телескопов (NTT, Hipparcos, Hubble и т.п.) и средств автоматизированного анализа результатов наблюдений позволяет предполагать увеличение потока научных данных в связи с исследованиями переменных звезд в десятки раз.

Достижения в развитии базы астрономических наблюдений предъявляют сейчас возросшие требования к астрономическим каталогам, способным обеспечивать потребности современных методов наблюдений. При этом требования к каталогам переменных звезд обладают спецификой, вытекающей из разнообразия информации, которая должна в них по возможности содержаться.

Наиболее важной для астронома, пользующегося каталогом переменных звезд в своих исследованиях, является информация о характере переменности и ее параметрах, спектральном классе звезды. Также представляют интерес ссылки на работы предыдущих исследователей. Когда же речь идет о составлении программ наблюдений или идентификации объектов, то не менее важна достоверная и точная информация о координатах объектов. Учитывая, что вся информация, которую хотелось бы получить, никогда не может содержаться лишь в одном каталоге, весьма целесообразно ввести в каталог переменных звезд возможность простой идентификации объекта с некоторыми другими каталогами. Это позволит легко находить дополнительные данные, потребность в которых может возникнуть в процессе исследований.

Например, астрометрический аспект каталогизации переменных звезд становится все более и более важным в свете быстрого роста числа переменных в связи с наступлением эры автоматических наблюдений на наземных и орбитальных космических телескопах и на основе

этого массовых открытий переменных звезд. Только одна программа Hipparcos пополнила базу известных переменных и заподозренных в переменности звезд на 20%. На очереди стоят звезды программы Ogle, в перспективе увеличивая более чем вдвое существующий объем. В научной группе программы Macho полным ходом обрабатываются результаты наземных наблюдений.

Важной ступенью в подготовке издания Общего каталога переменных звезд (ОКПЗ) является каталог звезд, заподозренных в переменности блеска. В него входят еще недостаточно хорошо изученные объекты, тип переменности которых либо неизвестен, либо не установлен окончательно. Фактически, с одной стороны, каталог звезд, заподозренных в переменности блеска, представляет собой первооснову будущих данных, которые войдут в ОКПЗ. Однако при этом нами даются обозначения в ОКПЗ многим вновь открываемым переменным звездам, сведения о которых берутся непосредственно из научных публикаций, если они содержат достаточно полные исследования. С другой стороны, в соответствии с предварительным характером данных, вносимых в каталог звезд, заподозренных в переменности блеска, можно считать этот каталог своеобразным списком объектов, которые ждут своего исследователя. Это обстоятельство становится побудительной причиной для улучшения структуры каталога звезд, заподозренных в переменности блеска, с точки зрения эффективности и удобства при составлении программ наблюдений. При этом в процессе работы над каталогом звезд, заподозренных в переменности блеска, очевидно могут быть успешно решены проблемы повышения координатной точности и поиска пересечений с другими каталогами. Информация такого рода становится полезной как в последующих работах над ОКПЗ, так и при проведении исследований переменных звезд. Например, составление тех или иных программ наблюдений на автоматических телескопах всегда требует создания базы данных, содержащей звезды-стандарты. При этом для подавляющего числа наблюдений в качестве стандартов используются только звезды, имеющие постоянный блеск. Таким образом, объекты, внесенные в ОКПЗ и каталог звезд, заподозренных в переменности блеска, можно автоматически исключать из таких баз данных, если точность координат звезд из этих каталогов достаточно высока.

Цель работы заключается в обработке и анализе информации о звездах, заподозренных в переменности блеска со времени подготовки к изданию Нового каталога звезд, заподозренных в переменности блеска (NSV) и в создании современного каталога, являющегося непосредственным дополнением к каталогу NSV. В нем предусматривается: другой формат точности координат по сравнению с принятым ранее в каталогах переменных звезд; единый подход и единообразное представление фотометрических и спектральных данных, возможных типов переменности и другой дополнительной информации (о двойственности, большом собственном движении, об ошибках, обнаруженных в публикациях, и т.д.); отождествление тех звезд, для которых это возможно, провести не только с основными каталогами (Байера, Флем-стида, HR, HD, DM, SAO, ADS, IRC), но и с другими широко известными специализированными каталогами, отражающими специфические особенности характеристик содержащихся в них объектов. Например, наличие звезды в каталогах LS (Luminous Stars in the Northern Milky Way) и LSS (Luminous Stars in the Southern Milky Way) свидетельствует о ее высокой светимости, в каталоге MWC (Mount Wilson Catalogue of stars of classes В and A whose spectra have bright hydrogen lines) - о наличии эмиссионных особенностей в ее спектре, в каталоге CCS (A General Catalogue of Cool Carbon Stars) - что звезда углеродная, в каталоге Gliese (Catalogue of Nearby Stars) - о том, что звезда одна из ближайших к Солнцу, в каталоге LHS (A Catalog of Stars with Proper Motion exceeding 0".5 annually) - о большом собственном движении звезды, превышающем 0".5 в год, и т.д. Ссылки на специализированные каталоги позволяют к тому же сократить значительную часть словесных примечаний.

Практическая ценность работы. Автором составлен уникальный в мировой астрономической практике справочник (Дополнение к "Новому каталогу звезд, заподозренных в переменности блеска"), содержащий позиционные и астрофизические сведения об 11206 звездах, заподозренных в переменности блеска за последние 20 лет. Каталог построен по единой методике, позволяет автоматически оперировать содержащейся в нем информацией при составлении программ исследований. Электронная версия каталога позволяет реализовать возможность быстрого поиска объектов по названиям из разных каталогов и уверенно отождествлять их по экваториальным координатам.

Научная новизна работы определяется сформулированными целями.

О В каталог (Дополнение к каталогу ЫБУ) впервые введена единая координатная точность для содержащихся в нем объектов, составляющая 1-2 секунды дуги по склонению и 0.1 секунды времени по прямому восхождению. Принятый формат представления координат в существующих версиях ОКПЗ и ЙБУ пока составляет 0.1 минуты дуги по склонению и 1 секунду времени по прямому восхождению. Однако даже этот формат не отражает реальную точность координат, которая для большого числа слабых звезд может быть заметно хуже.

0 Экваториальные координаты переменных звезд, входящих в основную таблицу созданного каталога, приведены (с учетом собственных движений) одновременно для двух равноденствий и эпох 1950.0 и 2000.0. Работа по уточнению координат и переводу их на равноденствие 2000.0 для звезд ОКПЗ только начата. В перспективе планируется создание аналогичной версии и для основного каталога ИБУ.

0 В таблицу идентификаций Дополнения к каталогу Ы8У впервые в практике работ ОКПЗ введены отождествления с объектами вБС (Каталог гидировочных звезд для Космического телескопа им. Хаб-бла). Отождествлены 5970 переменных (или 53% общего числа звезд Дополнения к каталогу МБУ), из них 160 звезд имеют два или три номера СЭС одновременно.

0 В результате проведения широкополосной фотометрии в рамках космического эксперимента по программе Шррагсов число открытых переменных звезд и звезд, заподозренных в переменности блеска, увеличилось на 5665 объектов. Работа по анализу результатов обработки этих наблюдений позволила хорошо изученные переменные обозначить в системе ОКПЗ через специальный, 74-й Список обозначений переменных звезд. Не вошедшие в этот список звезды, как менее изученные, были внесены в Дополнение к каталогу ЫБУ. Эти заподозренные в переменности блеска звезды увеличили объем каталога примерно на 20% - 1956 объектов. Помимо этого, остальные звезды Дополнения к каталогу ЫБУ, имеющие блеск до 12т, были отождествлены с объектами всего каталога Шррагсоэ, в котором они не были отмечены как переменные звезды. Число дополнительно отождествленных объектов с каталогом Шррагсов составило около 15% объема Дополнения - 1430 звезд. Для всех этих звезд в каталоге Нлррагсов существуют длительные ряды однородных внеатмосферных наблюдений, которые можно использовать для изучения переменности.

0 Впервые звезды каталога звезд, заподозренных в переменности блеска, были отождествлены с объектами, вошедшими, по меньшей мере, в 50 других основных и специализированных каталогов по срав-

нению с 33 таблицами идентификаций, имевшихся ранее в распоряжении пользователей ОКПЗ.

Работа содержит новые актуальные результаты в области каталогизации переменных звезд. Автором диссертации выполнен большой объем оригинальных исследований: измерений координат переменных звезд, идентификаций заподозренных переменных звезд с астрономическими каталогами, работ по классификации переменных звезд на основе современной системы астрофизической классификации таких объектов, в разработке которой автор принимает самое активное участие. В систему ОКПЗ при непосредственном участии автора включены многочисленные переменные звезды и звезды, заподозренные в переменности блеска, выявленные в результате международного космического эксперимента Шррагсоэ. Особое внимание в работе уделено идентификациям переменных звезд - компонентов двойных и кратных систем. При выполнении работы автором было переоткрыто и исследовано несколько переменных звезд; для большого числа звезд, заподозренных в переменности блеска, было выполнено определение звездных величин по фотопластинкам. Кроме того, работа автора стимулировала ряд наблюдательных исследований, предложенных ею в ходе составления каталогов переменных звезд.

Глава 1. Обзор каталогов переменных звезд

Исторический очерк

В Главе 1 мы кратко изложим некоторые исторические этапы изучения переменных звезд от возникновения такого понятия до составления первых каталогов (см. Кукаркин, 1947), а также сделаем обзор систематических изданий современных каталогов переменных звезд.

От установления понятия переменной звезды до первого каталога

Изучение переменных звезд в прямом смысле этого слова началось лишь через несколько десятилетий после открытия Д.Фабрициусом 13 августа 1596 года звезды, названной впоследствии Мира Кита (ставшей впоследствии прототипом одного из типов переменности) и сделавшейся объектом систематических наблюдений как переменная звезда к середине XYII века. Весь же период времени, охватывающий несколько тысячелетий от первых сознательных попыток человечества изучать звездное небо до середины XYII века наблюдения колебаний блеска небесных светил носили исключительно случайный характер.

Установление голландскими астрономами Гольвардой и Фулле-ниусом в 1639 году повторяемости появлений Миры Кита можно считать датой появления понятия переменной звезды, а работы английских астрономов Э.Пиготта и Д.Гудрайка во второй половине XVIII века по систематическому поиску переменных звезд и интенсивным наблюдениям за колебаниями их блеска - началом эпохи планомерного изучения явления звездной переменности.

В 1786 году Э.Пиготт составил первый каталог переменных звезд, содержавший 12 объектов. Отметим, что к концу XVIII века, особенно трудами Э.Пиготта и Д.Гудрайка, были открыты представители таких типов переменных звезд, как неправильные и полуправильные переменные, долгопериодические переменные, цефеиды, новоподобные и затменные переменные.

Первым человеком, разработавшим вполне точную и весьма простую методику оценок блеска переменных звезд, был немецкий астроном Ф.В.Аргеландер. Его деятельность сыграла большую роль в истории изучения переменных звезд. Плюс к этому, одной из крупнейших заслуг Аргеландера является составление изданного в 1863 году знаменитого каталога "Bonner Durchmusterung" (BD), содержащего 324198 звезд от -2° склонения до северного полюса. В последующие годы много переменных было открыто при сличении звездного неба с картами атласа "Bonner Durchmusterung". Эти карты до сих пор являются важным пособием при наблюдении переменных звезд.

"Почему мы хотим объяснить природу этих таинственных явлений [переменности блеска звезд], хотя они нам так еще мало известны? Мы должны получить правильное представление об этих процессах, мы должны со всей полнотой исследовать те грандиозные силы, которые дают нам знать о себе с таких неизмеримых расстояний и в такой оригинальной форме; если можно так выразиться, мы должны понять язык, на котором эти тела, отделенные от нас бесконечным пространством, сообщаются с нами, должны постигнуть законы, управляющие ими; мы должны научиться читать письма, понимать слова, которыми они говорят с нами. Мы должны возможно более детально изучать явления [переменности], должны приложить все усилия познать общие закономерности, после чего изучить возможные уклонения от правил, чтобы изучить, следуют ли эти уклонения какому-либо закону, либо весь порядок исчезает, поскольку это может быть нами установлено... Если при исследовании всех этих закономерностей будут найдены определенные правила, которые управляют колебаниями [блеска], и если наши знания будут так точны, что мы сможем предсказывать блеск любой из переменных звезд в любое время с точностью, обусловленной нашими наблюдениями, то только тогда мы сможем сказать, что понимаем явления переменных звезд, только тогда сможем надеяться на у�