Определение эффективных температур звезд по наклону спектра в бальмеровском континууме тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

УДК 524.3-355

5'Г 5 ПД

_ 2 На правах рукописи

Соколов Николай Андреевич

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕМПЕРАТУР ЗВЕЗД ПО НАКЛОНУ СПЕКТРА В БАЛЬМЕРОВСКОМ

КОНТИНУУМЕ

Специальность 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в Главной (Пулковской) астрономической обсерватории Российской Академии Наук.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор В.А. Гаген-Торн

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук

И.М. Копылов, - доктор физико-математических наук доцент А.К. Колосов

Ведущая организация - Крымская астрофизическая

обсерватория.

Защита диссертации состоится tttO/гЛ_1998 г.

в // часов &2.мт\. на открытом заседании диссертационного совета (шифр К 002.92.01) в Главной астрономической обсерватории РАН по адресу: 196140, Санкт-Петербург, Пулковское шоссе, д. 65/1.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГАО РАН. Копия диссертации имеется на сервере "gao" ГАО РАН в директории ~/home/sokolov/phd/phd.zip

Автореферат разослан " X. "_^^

1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физ.-мат. наук

Ю.А. Наговицын

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время разработаны и с успехом используются различные методы определения эффективных температур (Тсц) "нормальных" звезд главной последовательности. Однако, большинство из этих методов не может быть напрямую применимо для звезд с химическими аномалиями (СР звезд). Вызвано это тем, что распределение энергии в спектре СР звезд отличается от распределения энергии "нормальных" звезд главной последовательности. Лишь методы определения Тек, которые используют полный поток излучения, выходящего с поверхности звезды, учитывают такое отличие, то есть применимы как для "нормальных" звезд главной последовательности, так п для СР звезд. Однако эти методы в настоящее время применимы лить для малого количества звезд, у которых известны их абсолютные распределения энергии от далекой УФ до ИК областей спектра.

Выбор и использование параметров непрерывного спектра в видимом диапазоне, которые не искажены "пекулярностью" звезд, может дать новые сведения о фундаментальных параметрах атмосфер большого числа как звезд главной последовательности, так и СР звезд. Этим и определяется актуальность настоящего исследования, посвященного определению эффективных температур звезд по наклону спектра в бальмеровском континууме.

Цель работы состоит в разработке находящегося на уровне современных требований нового метода определения эффективных температур звезд, который применим как для "нормальных" звезд главной

последовательности, так и для СР звезд. При этом решались следующие задачи:

1. Разработка методики определения параметров бальмеровского и пашеновского континуумов;

2. Изучение влияния межзвездной экстинкцци на параметры бальмеровского и пашеновского континуумов;

3. Разработка нового метода определения бальмеровскнх скачков на основе линейной аппроксимации бальмеровского и нелинейной пашеновского континуумов;

4. Определение эффективных температур и бальмеровскнх скачков звезд главной последовательности и их сравнение с данными, полученными другими методами. Исследование температурной зависимости бальмеровского скачка;

5. Определение эффективных температур СР звезд и их сравнение с температурами, полученными другими методами.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые предложено использовать наклон спектра в бальмеров-ском континууме недалеко от бальмеровского скачка как индикатор Те1г звезд. Показано, что для "нормальных" звезд главной последовательности этот наблюдаемый параметр линейно зависит от 0,,ц—

в широком интервале температур от 6000 К до 27000 К; этому же соотношению следуют и химически пекулярные звезды.

2. Предложенный метод был использован для определения эффективных температур 235 " нормальных" 09-Г9 звезд главной последовательности и 68 СР звезд. Создан однородный каталог эффективных

температур звезд.

3. Впервые показано, что эмпирическая температурная зависимость велпчипы бальмеровского скачка в области температур 1200027000 К отличается от теоретической зависимости.

Научная п практическая ценность работы определяется тем, что полученные в результате каталоги эффективных температур как "нормальных" звезд главной последовательности, так п химически пекулярных звезд, могут служить источниками исходных данных при решении ряда астрофизических задач, таких как построение шкалы эффективных температур, изучение изменений Те(\ в зависимости от фазы у переменных звезд и т. д. Рез}'льтаты исследования температурной зависимости бальмеровского скачка могут быть использованы для разработки повых теоретических моделей атмосфер звезд, которые позволят объяснить полученную эмпирическую зависимость. Результаты работы могут быть использованы всеми, кто занимается проблемой определения фундаментальных параметров звезд, физикой звездных атмосфер, эволюцией звезд и т. д.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались на астрофизическом семинаре ГАО РАН в 1991 г., на объединенном семинаре физического факультета университета острова Крит и физического института для исследования и технологий (Hellas) в 1994 г., на астрофизическом семинаре АО СПГУ в 1997 г., на 26 Международном совещании Европейской рабочей группы по CP звездам (Vienna, Austria,

October 1997). По теме диссертации опубликовано 4 статьи, из которых одна выполнена в соавторстве.

На защиту выносятся:

1. Новый метод определения эффективных температур по наклону спектра в бальмеровском континууме, который применим как для "нормальных" звезд главной последовательности, так и для химически пекулярных звезд.

2. Каталоги эффективных температур 235 звезд главной последовательности п 68 химически пекулярных звезд.

3. Результаты исследования температурной зависимости бальме-ровского скачка.

Структура п объем диссертации

Диссертация состоит пз введения, четырех глав, заключения, приложения и списка цитируемой литературы (109 наименований в алфавитном порядке). Общий объем диссертации 128 страниц, в том числе 18 рисунков, пять таблиц и 8 страниц приложения.

Во введении обоснована актуальность данной работы, сформулированы ее цели, новизна, научная и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе рассматривается современное состояние проблемы определения Т^г звезд. В §1 детально проанализированы основные методы определения 2'с(г "нормальных" О-F звезд главной последовательности. В §2 представлен обзор методов определения Teir у

CP звезд. Предложен новый подход для решения проблемы определения эффективных температур у этих звезд.

Во второй главе изложен новый метод определения Теп по наклону спектра в бальмеровском континууме недалеко от бальмеровского скачка (3200 < А < 3G00 А). В §3 дается краткое описание наблюдательных данных - Пулковского спектрофотометрического каталога ярких звезд (Alekseeva et al. 199G, 1997) и каталога звездных спектров Adelman et al. (1989), используемых в работе. Проведено сравнение абсолютизации наблюдательных данных этих каталогов на основе трех независимых калибровок первичного спектрофотометрического стандарта a Lyr (Беги). Для получения однородности наблюдательных данных, распределения энергии звезд Пулковского спектрофотометрического каталога были переведены в систему Hayes (1985), а каталог звездных спектров Adelman et al. (1989) был оставлен без изменений - в системе Hayes & Latham (1975). В §4 представлена новая методика определения параметров бальмеровского и пашеновско-го континуумов. В §5 изучено влияние межзвездной экстпнкции на параметры непрерывного спектра с учетом того, что закон межзвездной экстпнкцпи d далекой УФ области спектра различен для разных участков неба. Показано, что в бальмеровском континууме недалеко от бальмеровского скачка применим средний закон межзвездной экстпнкции. В §6 дано теоретическое обоснование использования наклона спектра в бальмеровском континууме как индикатора 7',,ir звезд. В §7 получена калибровочная зависимость между (9eir и наклоном спектра в бальмеровском континууме, которая имеет линейный вид в широком

интервале температур от 6000 К до 27000 К.

В третьей главе представлены результаты определения Тсц звезд главной последовательности по наклон}' спектра в бальмеровском континууме. Для контроля надежности нового метода проводится сравнение температур, полученных этим методом, с температурами, полученными другими методами. В результате делается вывод об отсутствии каких-либо систематических расхождений наших температур (с учетом ошибок определения Ге(г) с данными других авторов. Проведено сравнение точности определения Т^ предложенным автором методом, с точностями, которые дают другие методы.

В §9 представлен новый метод определения величин бальмеров-ских скачков на основе линейной аппроксимации бальмеровского и нелинейной пашеновского континуумов. Проведено сравнение величин бальмеровских скачков, полученных разными методами; в ре-эзгльтате делается вывод, что величины бальмеровских скачков зависят как от способа их вычислений, так и от методов наблюдений и учета инструментальных н/или атмосферных факторов при редукции наблюдательных данных. Показано, что новый метод вычисления бальмеровских скачков хорошо согласуется с "классическим" методом при использовании теоретических распределении энергии. Проведен анализ температурной зависимости бальмеровского скачка на основе сравнения наблюдаемых и теоретических бальмеровских скачков. В результате этого анализа обнаружено систематическое расхождение между теоретическими и наблюдаемыми бальмеровскими скачками в области температур 12000-27000 К. Делается вывод, что причиной

таких расхождении является несовершенство теоретических моделей атмосфер звезд.

В четвертой главе дается обоснование использования наклона спектра в бальмеровском континууме недалеко от бальмеровского скачка для определения Тец- у СР звезд. Показана возможность использования калибровочной зависимости между 0<:ц- и наклоном спектра в бальмеровском континууме, полученной для "нормальных" звезд главной последовательности, также и для СР звезд. В §11 представлены результаты определения эффективных температур для CP2(Si,Cr,Sr,Eu) звезд. Для контроля полученных результатов проведено сравнение температур, полученных по наклону спектра в бальмеровском континууме, с температурами, полученными тремя независимыми методами, по различным наблюдательным данным. В результате делается вывод об отсутствии каких-либо систематических расхождений между найденными нами температурами СР звезд и температурами, полученными другими методами.

В заключении коротко перечислены основные результаты работы.

В приложении даны, в виде таблиц, каталог эффективных температур п бальмеровских скачков 235 звезд главной последовательности и каталог эффективных температур 08 химически пекулярных звезд.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих статьях:

H.A. Соколов Определение эффективных температур В, А и F звезд классов светимости III-V по наклону спектра в бальмеровском континууме//Астрофизика, 1994, 37, 207.

H.A. Соколов и E.B. Рубан Бальмеровские скачки звезд главной последовательности. Сравнение с теорией //Астрофизика, 1995, 38,

N. A. Sokolov The determination of Тец of В, A and F main sequence stars from the continuum between 3200 Â and 3600 Â //Astron. Astrophys. Suppl. Ser., 1995, 110, 553.

N.A. Sokolov The effective temperatures of Ap stars //Astron. Astrophys. Suppl. Ser., 1998, 130, 1.

В заключение укажем, что в совместной работе "Бальмеровские скачки звезд главной последовательности. Сравнение с теорией" автору диссертации принадлежат постановка задачи и расчеты. Интерпретация полученных результатов выполнена совместно с Е.В. Рубан.

329.

Литература

Adehnan S.J., Pyper D.M., Shore. S.N., et al. 1989, A&AS, 81, 221.

Alekseeva G.A., Arkharov A.A., Galkin V.D., et al. 1996, Baltic Astronomy, 5, 603.

Alekseeva G.A., Arkharov A.A., Galkin V.D., et al. 1997, Baltic Astronomy, 6, 481.

Hayes D.S., Latham D. W. 1975, ApJ, 197, 593.

Hayes D.S. 1985, Stellar Absolute Fluxes and Energy Distribution from 0.32 to 4.0 fim, IAU Symp. Ill, Calibration of Fundamental Stellar Quantities, eds. Hayes D.S., Pasinetti L.E., Davis Philip A.G., (Reidel, Dordrecht), 225.

© Главная астрономическая обсерватория PAH, J998. Тираж 100 экз.