_____________УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Том 153, кн. 2 Физико-математические пауки
2011
УДК 524.31.08
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА СПЕКТРАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ БТА ВЫБОРКИ ЗВЕЗД ТИПА 6 ЩИТА
В.М. Бердникова, А. И. Галеев, Д.В. Иванова, Д. О. Кудрявцев
Аннотация
В статье представлены результаты обработки и анализа спектров 13 звезд типа 6 Щита, наблюдавшихся в октябре 2008 г. па 6-м телескопе ВТА Специальной астрофизической обсерватории РАН. Кроме первичной обработки спектров выполнено определение по фотометрическим данным предварительных значений параметров атмосфер (эффективных температур и логарифмов ускорений силы тяжести). также измерены эквивалентные ширины спектральных лилий и лучевые скорости звезд.
Ключевые слова: звезды типа 6 Щита, параметры атмосфер, лучевые скорости.
Введение
Звезды типа 6 Щита - это короткопериодические пульсирующие переменные звезды, в большинстве принадлежащие главной последовательности диаграммы Герцшпрунга Рассела. Вызванные пульсациями амплитуды изменения блеска этих звезд составляют несколько сотых звездной величины, а периоды изменения
6
ны параметров: спектральные классы от АО до F5. температуры 6000 9000 К. logg - 3.0-4.5 dex, массы и радиусы составляют соответственно 1.4-3 М0 и 1.52.5 R.0.
К настоящему времени детальные спектроскопические исследования выполнены лишь для небольшого количества звезд данного типа. Проводились специальные исследования по изучению химического состава этих звезд, например работы Рачковской [1,2]. Хуи-Бон-Хоа [3]. Ющенко и соавторы [4], Фоссатти [5] и др. По ре-
6
избыточные содержания многих элементов или химический состав, качественно схожий с Am-звёздами. Для достоверной проверки существования разделения этих звезд по содержанию элементов необходимо изучение по единой методике достаточно большой выборки звезд и определение их химического состава на основе качественного наблюдательного материала.
В настоящей работе представляем результаты обработки спектров и анализа
6
лучены на 6-м телескопе БТА Специальной астрофизической обсерватории РАН.
1. Исследуемые звезды
Настоящая работа проводится в рамках совместной программы «Исследование фундаментальных параметров и химического состава звезд типа дельта Щита на основе спектроскопии высокого разрешения», которая выполняется сотрудниками кафедры астрономии Казанского университета и Специальной астрофизической обсерватории РАН. Основная задача программы определение химического
Табл. 1
Информация об исследуемых звездах
Звезда (HD) (HD) ту В — V Амплитуда Период сут V sin г км/с Спектр. класс
2628 5.20 0.27 0.05 0.0693 16 A7III
4818 6.38 0.31 0.01 0.0396 16 F2IV
23194 8.06 0.20 0.005 0.0204 20 А4 А7 in
23607 8.26 0.26 0.01 0.047 10 A7V
26322 5.39 0.35 0.07 0.1450 7 F2IV V
50420 6.16 0.31 0.01 0.17 26 A9III
64491 6.23 0.28 0.007 0.049 15 АЗ IV V
71297 5.60 0.22 0.005 0.0380 13 A5III IV
73712 6.76 0.27 0.004 0.1411 30 A9V
191747 5.51 0.09 0.01 0.1215 40 АЗ III
204188 6.08 0.24 0.01 0.044 37 А8 in
214698 6.33 0.04 0.005 0.05 25 A2V
221142 6.61 0.55 0.02 0.0730 F0
состава звезд выборки по наблюдениям на спектрометре высокого разрешения, установленном в фокусе Несмита 6-м телескопа Б ТА. и анализ содержаний максимально возможного количества химических элементов для рассмотрения процессов стратификации в звездах с пульсационными процессами в атмосферах.
Данные наблюдения проводились 17 18 октября 2008 г. на спектрометре НЭС БТА [6] с разрешением 45000 и отношением сигнал/шум 110 280 в зависимости от яркости звезды и времени экспозиции. В ходе наблюдений были получены спектры 13 звезд в спектральном диапазоне 4120 5590 А. Основная информация о звездах (звездные величины, показатели цвета, амплитуды и периоды переменности, скорости вращения и спектральные классы) из статьи Родригеза и др. [7] представлена в табл. 1.
2. Обработка спектров и параметры атмосфер
Наблюдавшийся спектральный диапазон охватывает 30 перекрывающихся порядков. Первичная обработка спектров состояла в следующем: вычитания BIAS, рассеянного света, деление на плоское поле, экстракция, а также удаление космических частиц; калибровка длин волн выполнялась программным пакетом REDUCE [8]. В дальнейшем проведение непрерывного спектра, измерение лучевых скоростей н эквивалентных ширин спектральных линий производились посредством модифицированной программы DECH20T [9] (см. также http://gazinur.com). На рис. 1 представлено сравнение участков спектров в диапазоне 4512 4568 А для четырех звезд с различными значениями скоростей вращения.
Для нескольких звезд были выполнены измерения эквивалентных ширин. В зависимости от скоростей вращения звезд число измеренных линий составило в целом для всех элементов от 100 до 500. Среди наиболее часто встречающихся элементов такие элементы, как Fe. Cr. Ti. Ni, Са. Се. Имеются линии редких элементов: Ей. Sr. La. Nd, Ва.
По фотометрическим индексам системы Стремгрена с помощью калибровок Балона [10] определены предварительные значения параметров атмосфер звезд для дальнейшего расчета содержаний элементов. По нашим оценкам температуры исследуемых звезд лежат в пределах достаточно широкого диапазона значений
lg g
Для всех звезд были измерены значения лучевых скоростей с использованием всех неблендированных линий. Полученные значения температур, логарифмов
Длина волны, А
Рис. 1. Спектры звезд с разными скоростями вращения
Табл. 2
Сравнение параметров исследуемых звезд
Звезда (НБ) Тен (оиг) Ыз (оиг) Тен (ЫЫ) Ыз (ЫЫ) Ие£ ВУ (оиг) ВУ (ЫЫ) Ие£ (КУ)
2628 7360 3.48 7325 3.59 [И] -8.99 -10.3 [14]
4818 7560 3.93 7415 4.17 [12] 6.10 2.3 [14]
23194 8290 4.43 8542 4.0 [П] 3.95 1.0 [15]
23607 7990 4.42 7875 4.0 [П] 3.87 5.9 [15]
26322 6920 3.37 6943 3.57 [П] 16.20 17.1 [14]
50420 7170 2.86 7412 3.40 [П] -3.87 -7.0 [14]
64491 7250 4.02 7585 4.20 [12] 13.41 15.3 [14]
71297 7880 4.29 7943 4.19 [12] -0.42 28.6 [14]
73712 7360 3.30 7270 3.40 [13] - 34.8 [14]
191747 8235 3.82 - - - 4.70 -13.0 [14]
204188 7940 4.19 7762 4.34 [12] 7.43 -12.4 [15]
214698 8845 3.74 - - - -13.76 -12.7 [14]
221142 - - - - - - -12.0 [14]
ускорений силы тяжести и лучевых скоростей в сравнении с результатами других авторов представлены в табл. 2, где в первой колонке даны номера звезд, 2-я, 3-я и 7-я содержат параметры, рассчитанные в настоящей работе, а 4-я, 5-я и 8-я колонки - литературные данные из источников, указанных в столбцах б и 9.
Для звезд НБ 2628 и НБ 204188 на рис. 2 представлены зависимости лучевых скоростей от длины волны. Для разных элементов средние лучевые скорости имеют близкие значения. Для звезды НБ 2628 эти значения лежат в пределах от -11.4 (3 линии N11) до —12.2 (6 линий Ті II). Для звезды НБ 204188 - от -10.6 (2 линии ТіII) до —13.4 (3 линии ЕеII). В целом для первой звезды лучевые скорости были
о -2 -4
-6
о Он о О 00
о -12
§ QQ -14
£ -16
-18
_ 1 I 1 I 1 I 1 I _ • . - * # 1 1 1 1 1 1 1 1 _ • • . • • > • " — • т ж -—_ # • т •* Я
•—* • - • • • ■ • ' 1 1 1 1 1 1 1 1 • • • •• • _ • • _ HD2628 -1 1 1 1 1 1 1 1 *
4000
4200
4400
4600
4800
5000
5200
5400
5600
4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400 5600
Длина волны, А
Рис. 2. Зависимости лучевых скоростей от длины волны
измерены по линиям 9 элементов (Cl, Cal, Col, CrI и CrII, Fel и Fell, Mnl, Nil, Sell, Till), а для второй - по линиям 3 элементов (CrII, Fel и Fell, Till). Объясняется это тем, что скорость вращения звезды HD 2628 равна 16 км/с, тогда как для звезды HD 204188 это значение составляет 37 км/с, с чем связано сильное блендирование ее линий. По этой же причине для звезды HD 2628 были измерены эквивалентные ширины линий большего количества элементов (в том числе редких), чем для звезды HD 204188. В табл. 3 приведены сведения для обеих звезд о количестве линий разных элементов, для которых были измерены эквивалентные ширины.
3. Результаты и перспективы
Выполнена обработка спектров выборки из 13 звезд типа 6 Щита. Измерены эквивалентные ширины, лучевые скорости, по литературным фотометрическим данным выполнены оценки параметров звезд. В дальнейшем планируется уточнение параметров звезд по спектрам, определение содержаний элементов в предположениях ЛТР и не-ЛТР (для некоторых элементов) для поиска возможных эффектов стратификации в атмосферах звезд. По спектрам обнаружено, что скорость вращения звезды НБ 73712 значительно превышает значение, указанное в литературе [1]. Планируется также провести сравнение полученных результатов с данными наблюдений звезд типа 6 Щита, выполненными на телескопе РТТ150 [16].
Работа частично поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проекты № 10-02-01145-а и 09-02-00002-а). Авторы также благодарны Комитету по тематике больших телескопов за предоставленное время наблюдений на БТА САО РАН.
Табл. 3
Количество измеренных эквивалентных ширни для двух звезд
HD 2628 HD 204188
Элемент Количество .ЛЕПИЙ Элемент Количество ЛИІШЙ
Ball 2 Ball 1
CI 8 CI 2
Cal 17 Cal 1
Call 3 Call
Cell 8 Cell 2
Col 4 Col 1
Coll 1 Coll
CrI 20 CrI 6
Cr II 32 CrII 10
Cul 2 Cul 1
Dy II 2 Dy П
Eu II 1 EuII
Fel 87 Fel 25
Fell 46 Fell 10
La II 2 La II
Mg I 7 Mg I 3
Mg II 2 Mg II
Mnl 7 Mnl 3
Ndll 2 Ndll 2
Nil Kill 32 1 Nil Ni II
01 2 01 2
SI 3 SI
Sc II 14 Sell 1
Si I 9 Si I 5
Sm II 5 Sm II 1
SrII 1 SrII
Til 10 Til
Ti II 41 Till 8
VI 1 VI
VII 6 VII 2
YII 10 YII 3
Zul 1 Zul
Zr II 8 Zrll 3
Summary
V.M. Berdnikova, A.I. Galeev, D.V. Ivanova, D.O. Kudryavtsev. Preliminary Results of Analysis of Spectral Observations on BTA for a Sample of S Set-Type Stars.
This article presents the results of processing and analysis of the spectra of 13 S Set-type stars. The observations were made in October. 2008 with the 6-m telescope BTA of the Special Astropliysical Observatory. Russian Academy of Sciences. In addition to the primary processing of the spectra, we determined preliminary values of the stellar atmospheric parameters (effective temperatures and gravities) based on the photometric data and measured the equivalent widths of the spectral lines and the stellar radial velocities.
S
Литература
1. Рачкооская Т.М. Содержание углерода, азота, кислорода и других элементов в атмо-
S
№ 4. С. 638 644.
2. Рачковская Т.М. Содержание углерода, азота, кислорода и других элементов в ат-
SS журп. 2000. Т. 77, Л» 4. С. 264 272.
3. Hui-Bon-Hoa A. Metal abundances of field A and Am stars // Astron. Astropliys. Suppl. Ser. 2000. V. 144, No 2. P. 203 209.
4. Yushchenko A., Gopka V., Kim C., Musaev F., Kang Y.W., Kovtyukh V., Soubiran C.
S
No 3. P. 865 873.
S
stars // Astron. Astropliys. 2008. V. 485, No 1. P. 257 265.
6. Папчук B.E., Пискунов H.E., Клочкова В.Г., Юш'кми М.В., Ермаков С.В. Спек-
тральный комплекс фокуса Нэсмита 6-метрового телескопа БТА. X. Позиционные и фотометрические характеристики кварцевого эшелле-спектрографа НЭС с крупноформатной матрицей «Уписала ПЗС». Препринт Л'! 169. Нижпий Архыз: САО РАН, 2002. 15 с.
S
stars // Astron. Astropliys. Suppl. Ser. 2000. V. 144, No 3. P. 469 474.
8. Piskunov N.E., Valenti J.A. New algorithms for reducing cross-dispersed eclielle spectra // Astron. Astropliys. 2002. V. 385, No 3. P. 1095 1106.
9. Галавутдинов Г.А. Система обработки звездпых эшелле-спектров. II. Обработка спектров. Препринт Л'! 92. Нижпий Архыз: САО РАН, 1992. С. 27 52.
10. Balona L.A. Effective temperature, bolometric correction and mass calibration for O-F stars // Mon. Not. R. Astron. Soc. 1994. V. 268, No 1. P. 119 127.
11. Genarro A.J., Peletier R.F., Sanchez-Blazquez P., Selam S.O., Toloba E., Cardiel N.. Falcon-В arm so J., Gorgas J., Jimenez-Vicente J., Vazdekis A. Medium-resolution Isaac Newton Telescope library of empirical spectra II. The stellar atmospheric parameters // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2007. V. 374, No 2. P. 664 690.
12. Allende Prieto C., Lambert D.L. Fundamental parameters of nearby stars from the comparison with evolutionary calculations: masses, radii and effective temperatures // Astron. Astropliys. 1999. V. 352. P. 555 562.
13. Hui-Bon-Hoa A., Alecian G. Metal abundances of A-t.ype stars in galactic clusters. II. Pleiades, Coma Berenices, Hyades, and Praesepe // Astron. Astropliys. 1998. V. 332.
P. 224 234.
14. Gontcharov G.A. Pulkovo Compilation of Radial Velocities for 35495 Hipparcos Stars in a Common System // Astron. Lett. 2006. V. 32, No 11. P. 759 771.
15. Duflot М., Fig on P., Meyssonnier N. Vitesses radiales. Catalogue WEB: Wilson Evans Batten // Astron. Astropliys. Suppl. Ser. 1995. V. 114. P. 269 280.
16. Иванова Д.В., Галеев А.И., Шимапский В.В., Викмаев И.Ф. Исследование химиче-
S
и физ. пеб. тел. 2009. Прил. к .V 6. С. 330 333.
Поступила в редакцию 24.01.11
Бердникова Венера Мингазовна ассистент кафедры вычислительной физики и моделирования физических процессов Казанского (Приволжского) федерального университета.
Е-шаіІ: гтп84Qmail.ru
Галеев Алмаз Ильсурович кандидат физико-математических паук, старший научный сотрудник кафедры астрономии и космической геодезии Казанского (Приволжского) федерального университета.
Е-таі1: аІтагдаІееь2вуапйех. ги
Иванова Диана Владимировна кандидат физико-математических паук, научный сотрудник кафедры астрономии и космической геодезии Казанского (Приволжского) федерального университета.
Е-таі1: йіапаівтаіі. ги
Кудрявцев Дмитрий Олегович кандидат физико-математических паук, старший научный сотрудник Специальной астрофизической обсерватории РАН.
Е-таі1: dkudrQsau.ru