Выявление и исследование голубых звездных объектов первого Бюроканского обзора тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕЖИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ БЮРАКАНСКАЯ АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

РГО од

.. ..........На правах рукописи

МИКАЕЛЯН АРЕГ МАРТЫНОВИЧ

УДК 524.3:520.84

ВЫЯВЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГОЛУБЫХ ЗВЕЗДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПЕРВОГО БЮРАКАНСКОГО ОБЗОРА

Специальность: 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ВЮРАКАН-1994

Работа выполнена в Бюраканской астрофизической обсерватории Академии наук Армении в 1987-94 гг.

. Научный руководитель - кандидат физико-математических

Официальные оппоненты - доктор физико-математических

наук В.Г.Малумян (Бгараканская астрофизическая обсерватория)

Ведущая организация - Абастуманская астрофизическая

Защита состоится " //" 1994 г. в часов

на открытом заседании Специализированного совета Д 005.12.01 по специальности 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия при Бюраканской астрофизической обсерватории АН Армении по адресу: 378433 Республика Армзния, Аштаракский район, село Бюракан, Обсерватория.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бюраканской астрофизической обсерватории.

Автореферат разослан " 8_ " 1994 г.

. наук Г.В.Абрамян.

кандидат физико-математических наук, доцент В.С. Тамазян (Ереванский Гос. Университет)

обсерватория АН Грузии.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат физико-математических на;

Г.л.АруТЕ

с

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Поиски и исследования голубых звездных объектов уже несколько десятилетий занимают важное место в главной проблеме астрофизики физике и эволюции космических объектов. Многие классы звезд, интенсивно изучающиеся с целью решения вопросов космогонии и звездной эволюции -белые карлики, горячие субкарлики, ядра планетарных туманностей, звезды горизонтальной ветви (НВВ) и др., излучают сильное ультрафиолетовое (УФ) излучение, что делает их цвет голубым. Нестандартное расположение на HR-диаграмме всех этих объектов является свидетельством их необычного состояния. УФ избыток излучения имеют также интереснейшие внегалактические объекты - квазары, сейфертовские галактики и др. Наличие большой выборки таких объектов весьма необходимо и важно для понимания крупномасштабной структуры Вселенной, происхождения и эволюции внегалактических объектов.

St

Эти соображения послужили поводом для начала поисковых (обзорных) работ с целью ' обнаружения и дальнейшего исследования голубых звезд и внегалактических объектов с УФ избытком излучения. Наибольшим по площади среди всех аналогичных обзоров является Первый Бюраканский спектральный обзор (FBS). Настоящая диссертационная работа посвящена поиску голубых звездных объектов на пластшках FBS и их исследованию. Необходимость и целесообразность проведения такой работы диктуется возможностью аффективного обнаружения голубых звездных объектов путем спектрального обзора на осповяпии наблюдательного материала РВ5.

Актуальность проблемы. Исследование голубых звездных объектов затрагивает несколько важнейших проблем астрофизики:

- проблему звездной эволюции. Среда голубах звездных объектов большой процент составляет белые карлики, субкэр-лики и ядра планетарных туманностей - объекты, находящиеся в конечной стадии звездной эволюции.

- проблему нестационарности космических объектов. Сред;; голубых звездных объектов есть катэклизмические переменные, поляры, пульсирующий белые карлики. Квазары и сейфертовскпе галактики являются активными галактическими ядрами.

- проблему физического состояния вещества во Вселенной. Белые карлики и субкарлики интересны также для понимания физики многих процессов в состоянии высоких плотностей.

- проблему строения Галактики. Галактическое распределение звездных объектов, находящихся в конечной стадии эволюции дает картину пространственной эволюции Галактики.

- проблему космологии. Наличие однородной выборки квазаров и сейфертовских галактик, отобранных на большой площади с определенными критериями, весьма важно для объяснения космологической картины мира.

Полученные в этой работе новые данные о голубых звездных объектах могут расширить наше представление о вышеупомянутых проблемах и приблизить нас к их рещекик.

Цель рабо-r ы. При выполнении настоящей работы бьият поставлены следующие задачи:

1. Распространить низкодисперсионные спектральные исследования FBS на голубые звездные объекты и произнес".'!!

- э -

поиск, отбор и каталогизацию этих объектов с целью создания статистически однородной выборки голубых звездных объектов на площади несколько тысяч кв. градусов.

2. Провести предварительную классификацию призмеиных спектров с цель® их стагистического изучения и установления последующей связи с общепринятой спектральной классификацией для усовершенствования методики отбора объектов.

3. Получить щелевые спектры и выполнить поляриметрические наблюдения для возможно большего количества новых объектов с целью классификации и выяснения их физической природы и установления состава выборки обзора.

4. Статистически изучить выборку ИЗБ и определить круг общих вопросов обзора голубых звездных объектов с целью дальнейшего его эффективного продолжения.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- методика поиска, отбора и предварительной классификации голубых звездных объектов на пластинках ИЗБ;

- ^усовершенствование методики определения координат-, звездных величин и показателя цвета с карт Паломарского обзора неба и достижение максимальной точности глазомерного определения этих величин - 13 (а), 10" (б), 0.3й (т и С1);

- списки обнаруженных на пластинках шести зон РВБ 939 голубых звездных объектов, 580 из которых открыты впервые:

- результаты спектральных наблюдений и предварительной спектральной классификации 396 голубых звездных объектов;

- результаты спектрального исследования и классификации '•>р голубых звездных объектов;

- результаты поляричк'трпческик наолхденай 35 голубых

- б -

звездаых объектов и обнаружения поляризации у 5 из них;

' - идея о создании подвыборок кандидатов в различные типы объектов для их дальнейшего целенаправленного поиска;

- оценка полноты выборки FBS, полученная на основе сравнения с другими обзорами и распределения объектов по видимым звездным величинам;

- галактическое распределение объектов FBS и вывод о наличии внегалактических объектов среди них;

• Научная новизна. На площади 3462 кв. гр., рассматриваемой в диссертации, отобрано 939 голубых звездных объектов, из которых 580 открыты впервые.

Впервые на основе глазомерного определения экваториальных координат, звездных величин V и показателей цвета (B-V) с карт Паломарского обзора неба удалось достичь точности в 1s (а) и 10" (б) и ü.3m (V и B-V).

На основе анализа IRAS потоков для 3 новых объектов установлены их предварительные типы. Тагам методом открыты 2 квазара, и 1 планетарная туманность. Оптически отождествлен радиоисточник 4С 43.25 как сейфертовская галактика.

Для 1 квазара и 7 звезд впервые заподозрена переменность их блеска по определениям с пластинкок PES и карт Паломарского обзора.

На основе анализа 98 спектров 66 известных объектов, наблюденных в качестве звезд сравнения, впервые разработаны принципы качественной спектральной классификации целевых спектров ЗТА для горячих звезд.

Получено 422 щелевых спектра 368 новых объектов и проведена их предварительная классификация. Открыто 5 новых

квазаров, 17 белых карликов, 2 катаклизмические переменные и

JA

более ~120 горячих субкарликов. Еще 8 объектов являются вероятными QSO и 42 - вероятными белыми карликами.

Выдвинута идея поиска поляров и других магнитных звезд среди голубых звездных объектов путем измерения их линейной поляризации. Поляриметрически наблюдено 35 объектов, у 5 из которых обнаружена линейная поляризация.

Научная и практическая значимость работы. Полученные в диссертации методические разработки как наблюдений, так и поиска и определения характеристик объектов с карт Паломар-ского обзора полезны для выполнения аналогичной работы.

Новые объекты могут быть использованы как обширный материал для отождествления квазаров, белых карликов, катаклизмических переменных и др. Статистические подвыборки помогут целенаправленному поиску этих объектов.

В результате обнаружения многих новых белых карликов и в особенности горячих субкарликов увеличилось их общее количество, что позволит провести статистическое изучение их распределения в Галактике и других характеристик.

Все новые объекты являются материалом для подробных исследований и могут быть использованы для проведения новых наблюдательных и теоретических работ.

Апробация работы. Основные результаты настоящей диссертационной работы докладывались на тематических семинарах по физике звезд и туманностей Бнраканской астрофизической обсерватории и на семинарах молодых сотрудников БАО.

Публикации по теме диссертации. Основные результаты, шлеяхшяме в диссертации, опубликованы в 12 статьях.

Личный вклад. Вклад автора состоит в: ■ - просмотре всех 227 пластинок выполненной части обзора и обнаружении половины объектов в шести зонах FBS,

- усовершенствовании методики определения координат, звездных величин и показателей цвета с карт Паломарского обзора неба до максимально возможной точности,

- классификации около трети призменных спектров и предварительной оценке типа 145 объектов,

. - проведении 105 ночей спектральных наблюдений с аффективной экспозицией около 400 часов, получен™ 726 щелевых спектров,

- обработке 200 целевых спектров, разработке принципов классификации щелевых спетров ЗТА голубых звездных объектов,

- щелевой спектроскопии и предварительной спектральной классификации всех 396 наблюденных объектов,

- проведении ■ 11 ночей поляриметрических наблюдений и линейной поляриметрш 35 объектов,

- статистике условий наблюдений в Бюракане в I987-91гг,

- статистическом исследовании выборки FBS, создашш подвыборок для целенаправленного поиска различных типов объектов,

- построении галактического распределения объектов обзора и выводе о наличии большого количества внегалактических объектов в выборке FBS.

Структура i-i объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 284 страницах и включает в себя: введение, пять глав, заключение, приложения и список литературы из 170 наи-мэнований. В работе представлено 17 рисунков и 31 таблица.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении, после краткого изложения предмета диссертации и представления задач обзоров голубых звездных объектов, обосновывается актуальность изучения этих объектов, формируются основные цели и перечисляются полученные в диссертационной работе результаты. .

В первой главе дается общая характеристика первой части FBS - поиска галактик с УФ континуумом, выполненного Б.Е. Маркаряном, В.А.Липовецким и Дж.А.Степаняном в 196580 гг. Вторая часть обзора выполнена в шести зонах F3S с +33°<- 6 «+45° и +61°« 6 <-+73° на площади 3462 кв. гр. Представлены результаты оценки предельных величин пластинок FBS: показано, что они в среднем на 1ra лучше, чем считалось раньше и составляют 17.5m-18.5m (V).

Описываются критерии отбора голубых звездных объектов. Методика отбора позволяет выявить квазары, сейфертовские галактики, звезды НВ8, горячие субкарлики, белые карлики, ядра планетарных туманностей, катаклизмические переменные и др. пекулярные объекты. Обсуждаются эффекты селекции и различные причины пропусков в ходе отбора объектов.

Классификация призмэнных спектров основана на оценке относительной интенсивности красной и голубой частей и длине УФ части низкодисперсионного спектра. Показано, что такая классификация соответствует B-V и U-B характеристикам объектов. Обсуждаются критерии и возможность распознавания кандидатов в белые карлики и кзазары.

Приводится методика глазомерного определения зква-

ториальных координат, звездных величин и показателей цвета с карт Паломарского обзора. Благодаря ее усовершенствованию до предела удалось достичь максимальной точности в 1 для а, 10" для ó и 0.3т для m vi GV. С глазомерных оценок m и CI осуществлен переход в стандартные величины V и B-V система Джонсона.

Во второй главе приводятся результаты низкодисперсионной спектроскопии, выполненной на пластинках шести зон FBS с +33°« ó < +45° и +61°« <5 « +73°- списки голубых звездных объектов, отобранных на площади 3462 кв. гр. Всего отобрано 939 объектов, из которых 580 открыты впервые. Для 359 объектов приводятся отождествления с другими обзорами.

Выполнены анализ и статистика списка объектов второй части FBS. Средняя поверхностная плотность объектов - 0.271 об/кв.гр. На основе спектрально классифицированных известных объектов анализируется состав выборки, в которой 42.6% ' составляют горячие субкарлики, 35.9% - белые карлики и 8.4% - внегалактические объекты.

Кратко обсуждаются отдельные группы интересных объектов: объекты, заподозренные в переменности блеска, протяженные. объекты; кандидаты в квазары; инфракрасные и радиоисточники и др. Впервые оптически отождествлены 3 объекта IRAS и 1 радиоисточник.

В третьей главе описывается телескоп ЗТА-2.6 м BAO, на котором выполнены спектральные л поляриметрические наблюдения голубых звездных объектов, а также приемная аппаратура, спектрограф и поляриметр. Приводятся методика наблюдений и обработки полученных результатов, ошибки

наблюдений и обработки, звезды сравнения и стандарты. На основе большого количества наблюдений на ЗТА-2.6 м (проведено всего 105 ночей спектральных наблюдений с общей эффективной экспозицией около 400 часов и 11 ночей' поляриметрических наблюдений) сделаны анализ и стэтистика условий наблюдений в Бюракане.

В четвертой главе приводятся результаты спектральных и поляриметрических наблюдений голубых звездных объектов. Предварительно классифицированы все 396 наблюденные объекты обзора. Среди них оказалось 55% горячих субкарликов, 16% белых карликов, 8% нормальных голубых звезд и звезд горизонтальной ветви и 4% внегалактических объектов. Процент последних может увеличиться за счет спектров, классифицированных как континуальные и за счет ненаблюденных относительно слабых объектов.

Приводится характеристика щелевых спектров ЗТА голубых звездных объектов. Сформулированы принципы спектральной классификации этих объектов по щелевым спектрам ЗТА. Примечательно, что почти все классы объектов различается по качественным критериям, что делает такую классификацию весьма практичным и эффективным. Различается всего 24 класса объектов. Детально исследованы и окончательно классифицированы 58 объектов полосы б=+39° обзора. Отождествлены все спектральные линии и определены их характеристики.

Приведены результаты поляриметрических наблюдений 35 объектов FBS на ЗТА. У 5 объектов обнаружена линейная поляризация излучения, 1 из которых отнесен к кандидатам в поляры и 2 - к кандидатам в магнитные белые карлики. Один из

объектов - FBS 1815+381, на основе трех измерений линейной поляризации, заподозрен в переменности поляризации.

В пятой главе приводятся результаты статистического исследования выборки голубых звездных объектов выполненной части обзора. Проводится сопоставление FBS с другими аналогичными обзорами. На основании сравнения с обзором Паломара-Грина показано, что в FBS эффективнее отбираются голубые звездные объекты до 16.5Ш. Оценена полнота выборки каждого обзора и FBS по сравнению с этими обзорами.

Обсуждаются выборки белых карликов и квазаров второй части FBS. Сравнение с каталогом белых карликов показывает, что в FBS эффективно выявляются белые карлики ранних типов: DO, DB, DA1-DA4 и часть карликов DAZ, DZ и DC. Эффективность обнаружения кваззров с s « 2.0 до 16.5Ш оценивается в 76%.

Построено распределение объектов второй части FBS по ввдимым звездным величинам и оценена полнота выборки обзора на разных т.- Обзор хорошо работает до 16ш, а до 17,п обнаруживается половина голубых звездных объектов.

На основе сопоставления призменной и щелевой классификаций для известных и наблюденных объектов обзора созданы подвыборки для дальнейшего целенаправленного поиска отдельных типов объектов: горячих субкарликов, белых карликов, катаклизмических переменных и квазаров.

Изучено галактическое распределение голубых звездных объектов. Объекты обзорных типов В и И показывает различное распределение по Ь: плотность первых уменьшается с ростом Ъ, а объектов 11 - возрастает. Это позволило статнстачеп'.и разделить галактические объекты от ш1;галаьтгачсих.

!

В заключении перечислены и подытожены основные результаты диссертационной работы и выводы из их обсуждения, полученные в данной работе. Оценены ожидаемые результаты по завершении всего обзора голубых звездных объектов FBS и намечены направления и перспективы дальнейших исследований в области аналогичных обзоров.

3 приложениях приводится список известных объектов второй части FBS, отождествленных с другими обзорами и каталогами (Приложение 1), данные о спектральных наблюдениях объектов на ЗТА-2.6 м и их предварительная классификация (Приложение 2) и список поляриметрических наблюдений на ЗТА-2.6 м (Приложение 3).

Основное содержание диссертации опубликовано в следукацих работах:

1. Абрамян Г.В., Липовецкий В.А., Микаелян A.M., Степанян Дж.А. Первый Бюраканский спектральный обзор неба. Голубые звездные объекты. II. Полоса б=+39° // Астрофизика, 1990, т. 33, вып. с. 213-221.

2. Абрамян Г.В., Липовецкий В.А., Микаелян A.M., Степанян Дж.А. Первый Бюраканский спектральный обзор неба. Голубые звездные объекты. III. Полоса <5=+43°// Астрофизика, 1990, т. 33, вып. с. 345-350.

3. Абрамян Г.В., Липовецкий В.А., Микаелян A.M.. Степанян Дж.А. Первый Бюраканский спектральный обзор неба. Голубые звездные объекты. IV. Полоса 6=^43° // Астрофизика, 1991, т. 34, вып. с. 13-20.

<1. Микаелян A.M., Ерицян М.А., Абрамян Г.В., Поляриметрически? исследования голубых звездных объектов FBS // Астро-

физика, 1991, т. 34, вып. с. 351-356.

5. Абрамян Г.В., Микаелян A.M., Спектральное исследование голубых звездных объектов FBS. I // Астрофизика, 1991, т. 35, вып. с. 197-210.

6. Абрамян Г.В., Микаелян A.M., Точность определения координат и звездных величин с карт Паломарского обзора неба глазомерным методом // Сообщ. Бюракан. обсерв., т. 66, в печати.

7. Абрамян Г.В., Микаелян A.M., Первый Бюраканский спектральный обзор неба. Голубые звездные объекты. V. Полоса +33°« <5 « +37° // Астрофизика, 1993, т. 36, вып. 1, с. 109-115.

8. Ерицян М.А., Микаелян A.M., Поляриметрические наблюдения голубых звездных объектов FBS. II // Астрофизика, 1993, т. 36. вып. 2, с. 203-209.

9. Абрамян Г.В., Микаелян A.M., Первый Бюраканский спектральный- обзор неба. Голубые звездные объекты. VI. Полоса +33°« 6 ч +37° // Астрофизика, 1993, т. 36, вып. 4, в печати.

10. Абрамян Г.В., Микаелян A.M., Первый Бюраканский спектральный обзор неба. Голубые звездные объекты. VII. Полоса +616 « +65° // Астрофизика, 1994, т. 37, в печати.

11.Абрамян Г.В., Микаелян A.M., Первый Бюраканский спектральный обзор неба. Голубые звездные объекты. VIII.Полоса +65°« 6 к +69° // Астрофизика, 1994, т. 37, в печати.

12.Абрамян Г.В., Микаелян A.M., .Первый Бюраканский спектральный обзор неба. Голубые звездные объекты. IX. Полоса 469°« б с +73° // Астрофизика, 19!J'1, в печати.

шчгч mirsMJ- irreusbLatn* сооьгачиглцъ iumism ег«и<л1зпмютг, wnnt-es ausmalt,

OC8b«iSU;№ <Л88ЪШ!ЬГПМГ ЬЧ ПМ1ПИГЪииНЧ1М»вПЪЪ

ОДииплшЬвд In)f>pt}u.-d t CjniptuljuAjaib umuigib uiqUjuvpuq 2ppu-htiijmpjujfi pftpbribbpti ijpui Ipuupiijm шишцш]^ opjbl|ihbfap}i .npnb-límtiji, hptiíq i)uimuijuipqüuiin b uuiblpnpuq, рЬЬпицшфаЛриЬ ni (ДОиСшЦа!-qpaitjuA nusuiltnmitipiupjnibo: ¿игоацицрiluA qbpiiu&miuit^urçDijb

unjt[gml¡ml ahm|m} uiqtiinailj pqmt)hfcpn, jbpií bbj»uq»qniljbbpj!, и]Ш]|»]Л1<1Ш]|1Ь фпфп|ии11[ш(АЬр{1, |ibju[tu buái pJu*juipbtpQ ü |)Ь]фЪриф qui(ii]l{ui|ilim№ii[! tXtó htinuippppmpjmh ЬЬ btpljuijiugbniil

cfunftiitiuitjiutitq шитцшф[>ц|11)ш)[1 lift hfHÍbmfuupgtpf» hanfinp:

3462 ршп. uiumfuíujb iluiljtptuniil рЬтрЦий 939 Ijraupujm шоищш-)[А opjh!pnbbp|>g 580-q huijuibuipbpitbi t umujjtVb tubqunl: Оа]иф1]ш1]и1Ь mfrpnijpniil tmijbuigijbi t 3 fiKjipiuljuipirjip ti 1 nunifrnunipjmp: 396 cpjtljm}> hunluip Р]шрш1]ш(ф шишдияфтшршЬ)) 2.6 il i])iuniil]m| umuigilfc] t 451 ¿hjipm|np ицЫрлр jnipí 400 (hinl utpnjniinm)tm tqmhtii<huil)i pbpuiggnul: Ipuilig líbf huijinburphpijti t 5 Imp р^шчшр. 17 uutfiinratj pqrnl). 2 u¡uijpjnl(raijt>b фпфп|иш1{шЬ b tu^h](l puib 120 bbpuipqnilf.

СЬЬпшгшфпрЬЬ 35 opjtljmJig 5-li tlnui hmjmímipbpilti t

ítiunuiquijpifuib qirajtili pütauigruil: Ujr) opjbl]inlibptig 3-Q diajbtiuuiliuih иифтш1| pqmljlitp|i pbljlmiSiHhbp bb: Cpjiutnujnipjuili ßbuipmjpti i|b-¿Сш1|их]рш1риЬ niumiTTnuuJipnipjujíi ^mph)u( iunuibálmigt|fci №

jM(ujqurpIiL[ifl Ii )ифтш1| pqniljbhpti pbljbiuAiubtpti ЬЬрифп/рЬр' uijrj cppjhlunlibpti hbwaiqui btqunniuljununjg npnlnfuih huníuip: Opjblpnbbp|i qurçujlpntil[Uil[iulj рш2|ш1шЬ hbmuiqnmnipjuA tlJijngniJ gnijg t mpijuii, np jpjiuhmjnipjnilip ii[piniuquipuljm|il| opjbtpnbbpli hwjmbujpbpiíuib huipnimn bjmp t huibrçtiuuilmiil;