ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 141
Скачиваний: 0
160 П Е Р Е М Е Н Н Ы Е ЗВ Е ЗД Ы ГА Л А КТИ ЧЕСКО ГО ГАЛО [Гл. 4
был изучен в последние годы (Ллойд Ивенс, 1972). В ре зультате Ивенс считает возможным наличие звезд типа Миры Кита, кроме упомянутых выше скоплений, также в NGG 5927 (1), 6356 (2), 6388 (3), 6553 (1) и 6712 (1). (В скобках указано число звезд типа Миры Кита, которые Ивенс считает членами скоплений.) Он подмечает тенден цию увеличения периода при переходе от скоплений низ кой металличности к скоплениям более высокой металличности. Во всяком случае, большинство звезд типа Миры Кита обнаружено пока в скоплениях высокой ме талличности. Но, к сожалению, все шаровые скопления высокой металличности расположены в центральной части Млечного Пути и в очень богатых звездных по лях. Поэтому вопрос о действительной принадлежности звезд к этим скоплениям требует дополнительных иссле дований.
Еще в конце сороковых годов было показано, что в на шей Галактике для более старых формаций (сферическая составляющая) характерны короткие периоды звезд типа Миры Кита, тогда как для промежуточной (диск) и плос кой (спирали) характерны все более и более длинные пе риоды (см., например, Кукаркин 1949; 1957). И кинема тика звезд типа Миры Кита находится в согласии с этой закономерностью; звезды с периодами 150—200 дней об ладают наибольшей дисперсией скоростей, монотонно уменьшающейся с увеличением периодов. О сходстве особенностей звезд типа Миры Кита в скоплении 47 Тис с звездами сферической составляющей Галактики можно судить и по более поздним исследованиям (см., напри мер, Фист, 1965).
В Магеллановых Облаках обнаружено несколько де сятков красных переменных, часть которых, безусловно, является звездами типа Миры Кита. Как правило, перио ды этих звезд превышают 500 дней. По-видимому, звезды типа Миры Кита, входящие в наиболее молодые формации, обладают действительно самыми длинными периодами. Характерно, что периоды почти всех инфракрасных источ ников, отождествленных с звездами типа Миры Кита, велики, и эти звезды обладают хорошо выраженной кон центрацией к плоскости Галактики. Периоды всех этих звезд превышают 450 дней. Таким образом, становится очевидной закономерность, связывающая длину периода
i 5] |
З В Е З Д Ы ТИ П А W Д ЕВ Ы И RV Т ЕЛ ЬЦ А |
161 |
с возрастом того населения, членами которого они явля ются. Тем интереснее и важнее понять, почему одна и та же «болезнь» превращения в звезду типа Миры Кита характерна для звезд как на ранней, так и на поздней ста дии их жизни. Здесь можно предполагать две возможности: либо одна и та же звезда на разных стадиях развития проходит различные стадии нестабильности, либо на разных во времени этапах развития звездных систем в стадию нестационарности вступают звезды разной массы.
Большим подспорьем при решении вопроса о месте звезд типа Миры Кита в звездной эволюции было бы изу чение содержания тяжелых элементов в их атмосферах. К сожалению, сложные молекулярные спектры этих звезд затрудняют решение проблемы. Однако уже сде ланные попытки изучения спектров этих звезд (Меррилл, Дейч, Кинен, 1962; Кинен, 1966) и специально поставлен ная фотометрия (Эгген, 1968, 1969а, Ь; 1972а; Локвуд, Уинг, 1971) многообещающи.
§ 5. Звезды типа W Девы и RV Тельца
Большинство цефеид нашей Галактики образуют плос кую подсистему, а цефеиды с очень большими периодами связаны, вероятно, со спиральными ветвями. То же самое можно сказать и о цефеидах в М 31 (Ефремов, 1971) и М 33. Подавляющее большинство цефеид в Магеллановых Обла ках относится к плоской составляющей. Тем значитель нее наличие цефеид в шаровых скоплениях и в нашей Галактике на больших расстояниях от ее плоскости. Эти последние получили название звезд типа W Девы (CW). Их кинематика резко отличается от кинематики цефеид плоской составляющей, но не совпадает с кинематикой шаровых скоплений (см., например, Вули, 1966). На мно жественность нуль-пунктов зависимости период — свети мость у цефеид указывалось неоднократно (см., например, Кукаркин, 1957). Это означает существование цефеид в самых различных формациях таких сложных звездных систем, как наша Галактика. Нечто подобное стало зву чать в современных работах, говорящих о сложности и недостаточности существующих классификаций перемен ных звезд (см. например, Эгген, 1972а, Ь).
6 Явления нестационарности
162 П Е Р Е М Е Н Н Ы Е З В Е З Д Ы ГА Л А К ТИ Ч ЕС К О ГО ГАЛО [Гл. 4
Гипотеза происхождения цефеид плоской составляю щей нашей Галактики из В-звезд определенных масс (см. главу 1) представляется весьма убедительной. Тем инте реснее и загадочнее наличие цефеид в шаровых скопле
ниях |
и на больших |
удалениях от плоскости Галактики. |
||||||
В настоящее время |
в шаровых звездных скоплениях из |
|||||||
|
|
|
вестно около 40 звезд типа |
|||||
|
|
|
W Девы |
и RV Тельца. По |
||||
|
|
|
скольку спектры звезд типа |
|||||
|
|
|
RV Тельца очень сходны со |
|||||
|
|
|
спектрами |
звезд типа W Де |
||||
|
|
|
вы, рационально рассматри |
|||||
|
|
|
вать их совместно. На рис. 51 |
|||||
|
|
|
изображено положение всех |
|||||
|
|
|
этих звезд на диаграмме Г — Р |
|||||
|
|
|
в координатах Му —(В — F)0. |
|||||
|
|
|
Далеко не для всех звезд |
|||||
|
|
|
определены необходимые па |
|||||
|
|
|
раметры. Однако локализа |
|||||
|
|
|
ция звезд на диаграмме Г — Р |
|||||
|
|
|
вполне уверенная. |
данных |
||||
Рис. |
51. Полоса нестабильно |
Сейчас |
еще нет |
|||||
для того, |
чтобы определенно |
|||||||
сти, |
занимаемая переменными |
|||||||
типа W Девы и RV Тельца. |
говорить |
|
о |
месте |
цефеид |
|||
звездной эволюции. |
Можно |
сферической составляющей в |
||||||
делать |
лишь |
те или иные |
предположения. Известно, что звезды типа W Девы ха рактеризуются меньшей устойчивостью периода, чем клас сические цефеиды (Паренаго, 1956). К сожалению, как и красные переменные, цефеиды в шаровых скоплениях не являются объектами систематических наблюдений, хотя в последние годы интерес к ним возрос. Однако нет оснований сомневаться, что между цефеидами в шаровых скоплениях и звездами типа W Девы галактического поля имеется большое сходство. На общность фотометри ческих характеристик для обеих рассмотренных групп звезд было указано рядом исследователей более 2 0 лет назад (Кукаркин, Куликовский, 1951). R последние го ды было убедительно показано, что группа звезд типа W Девы тоже не является однородной по своим характери стикам (Васильяновская и др., 1966; Кви, Браун, 1967;
Кви, 1967а; 1967Ь; 1967с).
§ 5] З В Е З Д Ы ТИ П А W Д Е В Ы И RV Т ЕЛ ЬЦ А 163
Следующая рабочая гипотеза может встретить сочув ствие. Возможно, что в некоторых шаровых скоплениях, а также среди звезд сферической составляющей (гало) нашей Галактики и других галактик могут встречаться звезды с массами более двух солнечных, запоздавшие, по тем или иным причинам, в своем развитии и оставав шиеся на ГП значительно дольше большинства звезд. Не являются ли такими звездами так называемые звездыдезертиры (у нас пока нет принятого термина для обозна чения звезд — stragglers, т. е. звезд, располагающихся вне обычных последовательностей на диаграмме Г — Р). Эти звезды, вероятно, продолжают менять свои пара метры подобно звездам больших масс, по путям, почти параллельным оси абсцисс на диаграмме Г — Р. Они могут проходить полосу нестабильности и проявлять себя как цефеиды. Разделение звезд типа W Девы на две или более группы по физическим особенностям может быть объяснено неоднократным пересечением полосы неста бильности.
Шварцшильд и Херм (1970) выдвигают идею термиче ской неустойчивости на очень поздних стадиях развития (после гелиевой вспышки и стадии звезд типа RR Лиры), когда звезда становится многослойной. Расчеты привели к выводу, что звезды на этих поздних стадиях могут по кидать последовательность гигантов и ненадолго (^Ю 3 лет) попадать в полосу нестабильности. Но в этом случае массы звезд типа W Девы должны быть меньше масс звезд типа RR Лиры. К сожалению, пока нет надежных методов определения масс звезд типа W Девы. Была сделана попытка определения градиента плотности звезд типа RR Лиры и W Девы в синтетическом шаровом скоп лении (Кукаркин, Ворошилов, 1971). Все шаровые скоп ления, в которых одновременно встречаются звезды типа W Девы и RR Лиры, были приведены к одному диаметру и расстоянию. На рис. 52 показаны результаты. Звезды типа W Девы образуют более компактную систему, чем звезды типа RR Лиры, т. е. их массы больше масс звезд типа RR Лиры. Действительно, не известно ни одного случая обнаружения звезд типа W Девы на больших расстояниях от центров шаровых скоплений, и имеется множество случаев, когда звезды типа RR Лиры, полно стью отвечающие критериям принадлежности к скопле
6*
164 |
П Е Р Е М Е Н Н Ы Е З В Е З Д Ы ГА Л А К ТИ Ч ЕС К О ГО ГАЛО |
ГГл. 4 |
нию, обнаруживались на очень больших расстояниях от их центров. Если массы звезд типа W Девы действительно больше масс звезд типа RR Лиры, то концепция Шварцшильда — Херма встретится с непреодолимыми противо речиями.
На рис. 53 изображена зависимость период — свети мость для всех звезд типа W Девы и RV Тельца в шаровых
Рис. 52. Градиент поверхност ной плотности ji звезд типа RR Лиры (точки) и W Девы (крестики) по Кукаркину и Ворошилову (1971); г — рас стояние от центра скопления в единицах радиуса скопления.
|
1---------------------- |
|
1--------------------- |
1 |
1• |
-J?0 |
|
|
|
|
|
-г?о |
|
|
|
л |
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
• • |
|
-1?0 |
|
|
|
|
|
o?o |
|
• : |
• + |
|
|
. |
+ |
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
||
|
i______________i______________ i____— |
______ i— |
|||
|
О |
|
0J |
1,0 |
W |
1д/>
Рис. 53. Зависимость период — светимость для звезд типа ■\УДевы и RV Тельца в шаровых скоплениях (по Кукаркину и Расторгуеву, 1972).
скоплениях в системах V и В (Кукаркин, Расторгуев> 1972). Видимые модули расстояний взяты по новым дан ным (Кукаркин, Русев, 1972). Для каждой из двух фото метрических систем В и V зависимость период — свети мость может быть представлена двумя линейными урав нениями:
Му = |
— 0 m, 26 — 1 , 1 2 |
- lg P |
(lg P < |
1 |
Д2 ), |
M v = + 2 ,6 6 -3 ,8 9 - |
lg Р |
(lg P > |
1 |
,1 2 ), |
|
М в = |
— 0,08 -0,70 - lg P |
(lg P < |
1 |
Д2 ), |
|
M B = |
+ 3 ,5 1 -4 ,1 1 - |
lg P |
(lg P > |
1 |
,1 2 ). |
§ 5] |
З В Е З Д Ы ТИПА W Д Е В Ы И RV Т Е Л Ь Ц А |
165 |
Очень важно отметить, что звезды типа W Девы в ша ровых скоплениях не образуют единой группы объектов. Некоторые звезды, отмеченные на рис. 53 крестиками, сильно уклоняются от хорошо выраженной зависимости. Но и их фотометрические особенности (кривые блеска, амплитуды) тоже отличаются от особенностей звезд, опре деляющих вид зависимости период — светимость. Осо бенно четко это можно проиллюстрировать на примере
трд
НТО
ft1?5
Рис. 54. Кривые блеска цефеид V 60 и V 92 в шаровом скоплении со Сеп, имеющих одинаковые периоды.
двух звезд типа W Девы V 60 и V 92 в шаровом скоплении со Сеп. Обе звезды имеют практически одинаковые перио ды (1*349 и l d345 соответственно). Однако амплитуды, медианные звездные величины и формы кривых блеска у них очень различны. Звезда V 60 имеет асимметричную кривую блеска, характерную для большинства звезд та кого периода, амплитуду 1™2 (В) и медианную звездную величину 13т9 (В), а звезда V 92 обладает почти симме тричной кривой блеска, амплитудой 0™5 (В) и медианной звездной величиной 14™3 (В). Кривые блеска этих звезд изображены на рис. 54. Как видно из рис. 53, еще несколь
166 П Е Р Е М Е Н Н Ы Е З В Е З Д Ы ГА Л А КТИ ЧЕСКО ГО ГАЛО [Гл. 4
ко звезд сильно уклоняются от зависимости период — светимость. Почти все эти звезды обладают особенностя ми, так или иначе отличающими их от звезд, определяю щих полученную выше зависимость период — светимость. По-видимому, как и в случае красных переменных, в не
которых |
скоплениях |
(м Cen, М 13) |
одновременно встре |
|
чаются |
звезды типа |
W Девы, находящиеся, |
возможно, |
|
на разных этапах развития. |
которые |
высказал |
||
Очень интересны |
соображения, |
П. Н. Холопов при изучении переменных звезд в карли ковой галактике Малой Медведицы (Холопов, 1971). Несколько звезд с периодом менее суток, причисляющиеся обычно к переменным типа RR Лиры, имеют повышенную светимость и хорошо соответствуют зависимости период — светимость для звезд типа W Девы. Не исключено, что последовательность звезд типа W Девы действительно распространяется на короткие периоды, а последователь ность звезд типа RR Лиры — в область периодов более суток (Цесевич, 1970; Мандель, 1971; Кви, 1972).
Всестороннее изучение звезд типа W Девы в галакти ческом гало и в шаровых скоплениях представляет важ ную задачу, разработка которой, безусловно, будет иметь значение в понимании эволюции звезд на поздних стадиях развития.
§ 6 . Звезды типа RR Лиры
Звезды типа RR Лиры весьма многочисленны. В галак тическом поле их известно уже более 6000, а в шаровых скоплениях — около 2 0 0 0 .
В течение нескольких десятилетий звезды типа RR Лиры рассматривались как весьма однородная группа объектов с одинаковыми абсолютными звездными величи нами.
Однако уже во второй половине сороковых годов стало выясняться различие в химическом составе некоторых звезд типа RR Лиры (Мюнч, Террацас, 1946; Ивановска, 1953) и в закономерностях их распределения по длине периода в галактическом поле и в шаровых скоплениях (Кукаркин, 1947; 1949). Эти два распределения изобра жены на рис. 55. Позднее значительное разнообразие хи мического состава атмосфер звезд типа RR Лиры подтвер