Исследование быстрой переменности спектров горячих звезд

• Автор: Костенко, Федор Валерьевич
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Атомные данные

1.1. Атомные данные, необходимые для анализа звездных спектров

1.2? Радиационные и столкновительные характеристики атомов и ионов

1.3. Процессы нагревания и охлаждения плазмы. Установление ионизационного

и теплового равновесия

1.4. Каталоги и базы атомных данных

ГЛАВА 2. Наблюдательное исследование переменности профилей линий в спектрах

ярких ОВ - сверхгигантов

2.1. Программа исследования быстрой переменности профилей линий спектров ярких сверхгигантов
2.2. Предварительная обработка спектров, отождествление линий
2.3. Атлас спектра звезды а Сат
2.4. Переменность профилей линий в спектрах а Сат
2.5. Использование вейвлет-преобразования для анализа переменности
спектров звезд
2.6. Непрерывное вейвлет-преобразование. Использование сплайн-интерполяции для нахождения вейвлет-образов одномерных функций
2.7. Спектр мощности вейвлет-преобразования
2.8. Теорема восстановления. Разделение исходного сигнала на крупно-масштабные и мелко-масштабные компоненты
ГЛАВА 3. Моделирование переменности спектров О-сверхгигантов
3.1. Основные характеристики звезд
3.2. Наблюдательные данные о переменности профилей. Модели переменности
3.3. Модели атмосфер и теория звездного ветра. Облачная модель атмосфер
3.4. Методы расчета профилей линий. БЕІ - метод
3.5. Ионизационная структура атмосфер. Распределение атомов по уровням
3.6. Моделирование дискретных абсорбционных компонент в спектрах звезд спектрального класса О. Параметры атмосфер ярких сверхгигантов
3.7. Вейвлет спектр мощности профилей линий в спектре сверхгиганта а Сат
ГЛАВА 4. Быстрая спектральная переменность звезд типа Вольфа-Райе
4.1. Общие характеристики звезд. Переменность профилей линий

4.2. Ионизационная структура однородных и неоднородных атмосфер. Уравнения стационарности
4.3. Ионизация атомов в неоднородностях (облаках). Вклад облачной компоненты
в профили линий
4.4. Масштабное соотношение для потоков в линиях, образуемых облаками
4.5. Стохастическая модель атмосфер. Расчет профилей линий в стохастической модели
4.6. Результаты расчетов профилей линий в рамках стохастической модели. Сравнение с наблюдаемыми профилями. Параметры облаков в атмосферах
звезд типа Вольфа-Райе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Таблицы атомных данных для анализа спектров атмосфер звезд
ранних спектральных классов
ПРИЛОЖЕНИЕ II. Таблица длин волн и средних эквивалентных ширин линий
в спектрах сверхгигантов
ПРИЛОЖЕНИЕ III. Обработка эшелле спектров с помощью пакета MIDAS
ПРИЛОЖЕНИЕ IV. Спектральный атлас звезды a Cam в оптическом диапазоне

Введение
Актуальность темы. К настоящему времени получено много наблюдательных свидетельств переменности профилей линий в спектрах горячих звезд высокой светимости на шкале времени от десятков минут до нескольких суток. Несомненный интерес представляют быстрые изменения профилей, происходящие на временах меньших часа и свидетельствующие о возникновении коротко живущих, структур (неоднородностей) в протяженных расширяющихся атмосферах этих звезд. В последние годы было установлено, что наличие неоднородностей в атмосферах горячих звезд существенно влияет на скорость потери массы, а, следовательно, и на весь ход эволюции горячих сверхгигантов. Таким образом, наблюдательное и теоретическое изучение быстрых вариаций профилей линий в спектрах этих звезд представляется вполне актуальным.
Краткая характеристика изучаемых объектов
Настоящая работа посвящена исследованию горячих звезд: ОВ-сверхгигантов и звезд типа Вольфа-Райе (WR) — звезд большой светимости с сильными и широкими (~ 103км/с) эмиссионными линиями в оптическом диапазоне, формирующимися в мощных расширяющихся атмосферах этих звезд.
К образованию звезд WR. приводит эволюция звезд с начальной массой превосходящей ~ 40М@ — массивных звезд спектрального класса О. Эти звезды характеризуются мощным истечением вещества на стадии горения водорода в ядре. Значительную роль в процессе эволюции массивных звезд играют процессы перемешивания вещества в их атмосферах [77]. Вследствие интенсивного звездного ветра звезда быстро теряет внешние слои, содержащие, в основном, водород. Внутренние, обедненные водородом слои, “обнажаются” в процессе эволюции.
Общепринятая схема эволюции массивных звезд (см., напр., [106]) выглядит так:
О —» Of —» BSG (или Н - rich WN) —»
LBV —> WN —» WC —> SN 1.
Здесь Of - звезды сп. класса Of, BSG - голубые сверхгиганты, LBV - яркие голубые
переменные, SN - сверхновые звезды, WN и WC - подтипы звезд WR (у первых в спектре
сильны линии Не и N, у вторых - Не, С и О).
В статье [70] предложен механизм образования звезд LBV и WR через стадию красного сверхгиганта (RSG) при учете интенсивной потери вещества звездой на ранних стадиях горения гелия в ядре.
G —> Of —* RSG —+ LBV —» WN —* WC(?) —SN 2.

Таблица 2: Параметры звезд ранних спектральных классов
Спектр. класс Те« Му Ьс^(£,/1/0) я*/я© М*/М© Ь<^(5)
I кК III кК V кК I III V I III V I III V I III V I III V
03 45.0 49.0 -6.6 -5.9 6.22 6.03 21 14 100 88 3.79 4.
04 42.0 44.0 47.0 -6.4 -6.0 -5.5 6.04 5.91 5.80 20 15 12 77 69 66 3.72 3.92 4.
05 41.0 43.0 45.5 -6.9 -6.1 -5.4 6.21 5.92 5.72 25 16 12 94 68 58 3.61 3.86 4.
05.5 44.0 -5.3 5.63 11 53 4.
06 39.0 40.5 42.0 -6.6 -5.7 -5.2 6.03 5.68 5.52 23 14 11 73 50 45 3.58 3.84 4.
06.5 37.5 39.0 40.5 -6.6 -5.6 -5.0 5.98 5.59 5.40 23 14 10 67 44 39 3.54 3.79 4.
07 36.0 37.5 39.0 -6.6 -5.5 -4.9 5.93 5.50 5.31 24 13 10 62 40 36 3.47 3.81 3.
07.5 34.5 36.0 37.5 -6.7 -5.5 -4.8 5.92 5.45 5.22 26 14 10 60 37 33 3.39 3.71 3.
08 33.0 35.0 36.5 -6.4 -5.3 -4.6 5.76 5.34 5.11 23 13 9 48 33 28 3.40 3.73 3.
08.5 32.0 33.5 35.0 -6.6 -5.2 -4.4 5.80 5.25 4.98 26 13 8 50 31 27 3.31 3.70 4.
09 31.0 32.5 34.0 -6.1 -5.1 -4.2 5.57 5.18 4.87 21 12 8 38 28 24 3.37 3.73 4.
09.5 30.0 31.5 33.0 -6.0 -5.0 -4.0 5.50 5.11 4.76 21 12 7 34 26 21 3.32 3.69 4.
09.7 29.0 -6.0 5.47 21 33 3.
Таблица 3: Отношение эквивалентных ширин эмиссионных и абсорбционных частей профилей линий
Класс светимости СIV Л1550 N V А1240 БПУ А1
I 0.29 ±0.13 (28) 0.55 ± 0.21 (26) 0.26 ±0.11 (27)
III 0.23 ±0.10 (51) 0.48 ± 0.21 (51) 0.12 ±0.12 (30)
V 0.28 ±0.14 (46) 0.36 ±0.14 (50) ...
Все 0.26 ±0.12 (125) 0.45 ± 0.20 (127) 0.19 ±0.14 (57)