Физика тесных двойных звездных системНИР

The physics of close binary stellar systems

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Физика тесных двойных звездных систем
Результаты этапа:
2 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Физика тесных двойных звездных систем
Результаты этапа: Рассмотрены возможные доказательства существования горизонта событий у черных дыр путем наблюдений гравитационно-волновых сигналов от квазинормальных мод колебаний пространства-времени черной дыры, образовавшейся в результате слияния черных дыр меньших масс в двойной системе. Выполнен анализ спектральных свойств рентгеновских источников с аккрецирующими нейтронными звездами и черными дырами. Впервые получены оценки масс черных дыр внегалактических объектов (в источниках ультраярком M101 ULX-1 и гиперярком ESO 243-49 HLX-1) методом скалирования спектральных характеристик рентгеновского излучения на основе наблюдений со спутников Chandra и Swift. Сделан вывод о наличии «черных дыр промежуточной массы» в этих объектах с привлечением фундаментальных спектральных признаков черных дыр. Впервые обнаружено двухфазное поведение фотонного индекса жесткого компонента рентгеновского спектра нейтронной звезды 4U 1700-37, при этом впервые детектирована уникальная фаза повышенной жесткости рентгеновского спектра в Эддингтоновском режиме аккреции вещества звезды-донора. Выполнен учет эффектов взаимной близости при определении масс компонент рентгеновской двойной системы LMC X-1 с черными дырами по профилям линий поглощения в спектрах оптических звезд. Показано, что учет не-ЛТР эффектов, а также других тонких эффектов изменения профилей линий могут привести к заметному изменению амплитуды кривых лучевых скоростей, это приводит к уменьшению масс оптических звезд в маломассивных рентгеновских двойных системах в 1.5 раза, что важно для понимания происхождения и эволюции рентгеновских двойных систем. Выполнен анализ фотометрических UBV-кривых блеска массивной затменно-двойной системы V729 Cyg (звездная ассоциация Cyg OB2), в которой наблюдаются эффекты, связанные со столкновением звездных ветров. Показано, что двойная система имеет контактную конфигурацию, а наклонение орбиты системы составляет около 65 град. Сделаны оценки абсолютных параметров компонентов. По полученным фотометрическим наблюдениям карликовой новой GY Cnc в ИК-диапазоне спектра в спокойном состоянии и во время вспышки решены обратные задачи определения параметров GY Cnc для обоих состояний системы. Показано, что с уменьшением радиуса диска вокруг белого карлика имеет место рост его эксцентриситета. Анализ изменений параметров аккреционного диска показал, что вспышка в GY Cnc вызвана ростом светимости диска из-за уменьшения вязкости газа и двукратного роста температуры в его внутренних областях, по-видимому, из-за сброса вещества на поверхность белого карлика в процессе развития вспышки. Продолжено изучение активности звезд (в том числе с планетными системами, а также, подобных Солнцу), по данным с космических и наземныx телескопов. Впервые получены и исследованы статистические зависимости основных параметров звезд –возраста, периода вращения, температуры, числа Россби, энергии вспышек- от площади пятен на поверхности, характеризующих магнитную активность. Показано, что большей активностью отличаются более молодые звезды (t до 400 млн. лет). Активность с возрастом уменьшается, а при t > 900 млн. лет практически от t не зависит. Проанализированы данные о рентгеновском и оптическом излучении около 1000 поздних звёзд. Изучена зависимость мягкого рентгеновского излучения от периода осевого вращения не только для совокупности всех маломассивных звёзд, но и отдельно для звёзд спектральных классов G, K и M. Это позволило уточнить определение возраста маломассивных звёзд и подробнее рассмотреть активность Солнца в возрасте от 500 млн. лет до современной эпохи. По оптическим данным КА Kepler исследован вопрос о том, на каких звёздах наблюдаются сверхвспышки. С учётом бимодальности распределения количества звёзд в зависимости от периода вращения и степени запятнённости поверхности звезды, получено, что звёзды со сверхвспышками быстро вращаются (Р до 7 суток) и имеют высокую активность. Проанализирована связь содержания лития в атмосфере звезды и уровня ее активности, которые коррелируют при высоких скоростях осевого вращения. Новые данные показали большое количество неактивных звёзд с высоким содержанием лития. Сделан вывод о возможном различии физических условий отдельных звёзд в эпоху их выхода на главную последовательность. Это позволяет объяснить наблюдаемый большой разброс содержания лития в звёздах со сверхвспышками. Проанализированы результаты многоцветных фотометрических наблюдений карликовой новой типа SU UMa 1RXS J003828.7+250920 во вспышке и в спокойном состоянии. Обнаружены частные затмения в системе глубиной около 0.6 зв.вел. во всех цветовых полосах в обоих состояниях, впервые определен орбитальный период системы, система классифицирована как карликовая новая в «пробеле периодов» катаклизмических переменных. Впервые у этой системы определен период отрицательных сверхгорбов. Оценки цветовых температур, полученные по показателям цвета, могут указывать на многокомпонентное излучение 1RXS J003828.7+250920, источниками которого, предположительно, являются горячие и холодные части аккреционного диска и горячее пятно на аккреционном диске. Проведено исследование затменного поляра с глубоким затмением J071126+440405. По фотометрическим наблюдениям уточнен орбитальный период системы. Проведены спектральные наблюдения, обнаружены значительные изменения вида спектров объекта, произошедшие за 1 орбитальный цикл: наклон континуума поменялся с «красного» на «синий», изменилась переменность профилей при сохранении формы фотометрических кривых блеска. Доплеровские карты показали смещение области формирования эмиссионных линий вдоль струи аккрецирующего вещества ближе к белому карлику. Измерена длительность затмения белого карлика, оценен угол наклона орбиты, базовые параметры системы и величину магнитного поля в колонке. Проведено детальное исследование изменений орбитального периода 4-х затменно-двойных систем типа Алголя: RZ Cas, Z Dra, RW CrB и AO Ser. Показано, что изменения периодов RZ Cas и Z Dra можно представить в виде суперпозиции 1) векового увеличения периода вследствие равномерного перетекания вещества от менее массивной компоненты к более массивной при сохранении общего углового момента, 2) медленных периодических колебаний из-за движения системы в долгопериодической орбите и 3) квазипериодических колебаний небольшой амплитуды с характерным временем в несколько десятков лет, вызванных действием магнитных циклов и нестационарными выбросами вещества. Основной причиной изменения периода в затменно-двойных системах RW CrB и AO Ser является световое уравнение из-за движения в долгопериодической орбите. Остаточные малоамптитудные колебания орбитального периода результат влияния магнитных циклов. В ходе программы поиска планет около затменных двойных звезд изучены кривые блеска системы V0873 Per. Транзитных явлений и тел планетной массы в системе не найдено. При помощи метода светового уравнения в системе найдено тело с массой, соответствующей массе красного карлика. Орбитальный период V0873 Per имеет периодические вариации (~300 дней), которые могут быть объяснены наличием в системе третьего тела массой около 0.2 масс Солнца. Вариации орбитального периода системы ~ 4 лет может быть вызвана магнитным механизмом Апплегейта, либо дополнительным телом с массой около 0.07 массы Солнца. По кривым блеска недавно открытой катаклизмической переменной GSC 4560–02157 уточнена классификация системы как маломассивной ТДС, по показателю цвета вторичной определен ее спектральный класс (К2-3 V). Получены оценки масс компонентов. Рассчитаны состояния ионизации и возбуждения путём решения уравнений стационарности с учётом континуума и всех дискретных состояний, реализуемых в слое в применении к условиям во время вспышки красных карликовых звезд. Получены асимптотические формулы для вероятности выхода кванта в случае симметричного контура, учитывающего эффекты Штарка и Доплера. Дано теоретическое обоснование аппроксимации ядра линии H-альфа гауссовой кривой. Рассчитана интенсивность излучения в непрерывном спектре, в частотах линий бальмеровской серии и величина бальмеровского скачка. Определены условия, при которых бальмеровский скачок, а также интенсивность эмиссионных линий над континуумом уменьшаются до столь малых значений, что спектр излучения можно считать практически непрерывным, а также условия, при которых спектр излучения становится близок к чернотельному. На основе расчётов спектра излучения однородного плоского слоя чисто водородной плазмы с учётом нелинейных эффектов (влияния тормозного и рекомбинационного излучения самого слоя на его мензеловские множители) показано, что планковское излучение в импульсной фазе мощных вспышек dMe звёзд возникает вблизи области температурного минимума. Выполнен анализ астрофизических следствий газодинамической модели звёздных вспышек. Впервые показано, что хромосферная конденсация с параметрами, использованными ранее, прозрачна в непрерывном спектре и не способна объяснить ни бальмеровский, ни голубой континуум звёздных вспышек из-за пренебрежения различием электронной и атомно-ионной температур в хромосферной части плазмы звёздных вспышек. Показано, что газ, высвечивающийся за фронтом стационарной ударной волны, распространяющейся по направлению к фотосфере красного карлика, не способен генерировать планковское излучение, доминирующее в спектрах вспышек вблизи максимума блеска. Разработан метод решения интегрального уравнения Абеля первого рода на классе компактных функций и/или с использованием регуляризации Тихонова, необходимый для анализа кривых блеска затменных двойных систем WR+O. Разработан алгоритм и написан компьютерный код для восстановления поля скоростей в ветре звезды WR из кривых блеска затменных двойных систем типа WR+O методом Монте-Карло. Проведен анализ атмосферной активности Солнца и звезд солнечного типа, показано, что циклическая активность звезд, аналогичная 11-летней солнечной активности, различается для звезд спектральных классов F, G и K, становится наиболее выраженной у звезд класса К. Сравнительный анализ звезд солнечного типа с разным уровнем хромосферной и корональной активности подтвердил, что Солнце принадлежит к звездам с относительно низким уровнем хромосферной активности и среди этих звезд выделяется минимальным уровнем коронального излучения и минимальными вариациями потоков излучения фотосферы. В 24 цикле солнечной активности проанализированы данные о крупных вспышках (рентгеновский класс > M1) и очень крупных (рентгеновский класс >X1) в диапазоне 1-8 А и данные об оптических вспышках. Получены зависимости распределения вспышек разной мощности от фазы цикла, вычислены среднемесячные значения оптического вспышечного индекса в 2010-2016 гг. Оценены величины полной энергии вспышек в рентгеновском диапазоне. Обработаны данные о рентгеновских наблюдениях солнечных вспышек прибором HEND на космическом аппарате Mars Odyssey (2001-2014 гг.), построены спектры излучения этих вспышек, найдены их длительности, полные потоки, ряд других характеристик. Продолжены плановые наблюдения избранных объектов и их анализ. На 2.5 м телескопе ГАИШ получены фотометрические ИК наблюдения рентгеновской двойной системы с компонентой WR и релятивистским объектом Cyg X-3. с целью уточнения скорости изменения орбитального периода системы и массы релятивистского объекта для решения вопроса о его природе - является ли объект черной дырой или нейтронной звездой. Получено 7660 ПЗС-кадров на телескопах Крымской обсерватории МГУ, САО РАН, Астрономического института САН и нового 2.5-м телескопа КГО (ГАИШ МГУ) рентгеновской новой V616 Mon = A0620-00, являющейся прототипом рентгеновских новых с черной дырой, в спокойном состоянии системы. Показано, что в период 2003, 2008-9 и 2015-16 гг. фазовые кривые блеска отражали, в основном, изменения, связанные с эффектом эллипсоидальности. В 2004-6, 2009-14гг. кривые блеска искажены сильным фликкерингом, вызванным ростом темпа переноса вещества в системе. Уточнен орбитальный период системы. Выполнены наблюдения переменной типа SU UMa – системы AW Sge во время сверхвспышки. Прослежена эволюция сверхгорбов на ее кривой блеска, вычислен их период на стадиях А и В, определены статистические характеристики вспышки такие, как амплитуда, продолжительность, прослежены изменения формы кривой блеска и на основании этих изменений проведена классификация объекта. Проведены наблюдения катаклизмической переменной RZ LMi, принадлежащей к подклассу ER UMa с очень коротким рекуррентным периодом сверхвспышек (~19 дней). Показано, что в 2016 г. этот промежуток между сверхвспышками вырос до 35, 32 и 60 дней. Сделан вывод, что объект находится на стадии перехода от карликовых новых к новоподобным с постоянными сверхгорбами, что следует из теории приливно-тепловой нестабильности. Найден период отрицательных сверхгорбов, орбитальный период и отношение масс компонентов. Получены наблюдения затменно-двойных систем CV Boo, GSC 4480 0830, GSC 4480 02034, GSC 4292 0745, V 0990 Her, АВ Аnd. Проведены фотометрические наблюдения затмения звезды HIP 97157 астероидом (41) Daphne. Определены физические параметры астероида, получена информация о его форме.
3 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Физика тесных двойных звездных систем
Результаты этапа:
4 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Физика тесных двойных звездных систем
Результаты этапа:
5 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Физика тесных двойных звездных систем
Результаты этапа:

Статьи по НИР

Доклады на конференциях по НИР

Диссертации по НИР