Исследование Ве-звезд

XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Исследование Ве-звезд

Соколова В.Д. 1
1АНОВО ММУ
Мокшин Д.Н. 1
1СПбГУ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность темы. Be-звезды представляют собой массивные и быстро вращающиеся звезды спектрального класса B, главной особенностью которых является наличие эмиссионных линий в спектре и околозвездного газового диска. Изучение динамики их блеска и эволюции дисков важно для понимания физических процессов, происходящих на этапах активной потери массы звездами, а также природы мощных вспышек в их оболочках.

Цель работы: изучить изменения блеска и спектра Be-звезд, выявить мощные вспышки и пронаблюдать за эволюцией и изменениями околозвездного диска во времени.

Задачи исследования:

1. Собрать и систематизировать фотометрические данные исследуемых Be-звезд.

2. Провести качественный анализ и классификацию кривых блеска объектов по характеру их переменности.

3. Осуществить спектральный анализ объектов для выявления изменений в околозвездном диске.

4. Сделать выводы о динамическом характере процессов вокруг исследуемых звезд.

Методы и инструменты исследования:

В ходе выполнения работы были использованы фотометрические данные космического телескопа TESS (кривые блеска) и каталог TIC (TESS Input Catalog). Спектральные данные получены из базы спектров BeSS (Be Star Spectra Database) и базы астрономических данных SiMBAD. Обработка данных, анализ кривых блеска и построение графиков зависимостей осуществлялись с помощью специально написанных скриптов на языке Python.

1. Динамика блеска и эволюция дисков Be-звёзд как основные маркёры физических процессов, происходящих на этапах активной потери массы Be-звездами

1.1. Анализ кривых блеска

На первом этапе работы были детально изучены кривые блеска исследуемых Be-звезд. Всего в рамках исследования было проанализировано 100 секторов, количество изученных кривых блеска составило 32, а общее число исследованных спектров — 439.

По характеру изменения яркости исследуемые объекты были разделены на три основные группы:

1. Без значимых изменений. В эту группу вошли объекты, у которых не обнаружено резких или масштабных флуктуаций блеска на исследуемом интервале времени. Типичными представителями являются:

1) TIC 265911941 (Sector 82)

2) TIC 346626171 (Sector 43)

2. Сильный спад блеска. Объекты данной группы демонстрируют глубокие минимумы яркости, свидетельствующие о затменных явлениях или процессах поглощения света в околозвездной среде. Яркие примеры:

1. TIC 51962733 (Sector 17)

2. TIC 51962733 (Sector 18)

3. Резкий подъем блеска. К этой группе отнесены звезды, на кривых блеска которых зафиксированы мощные кратковременные вспышки, указывающие на нестационарные энергетические процессы. Примеры объектов:

1. TIC 230981971 (Sector 69)

2. TIC 265911941 (Sector 42

1.2. Спектральный анализ

После классификации кривых блеска был проведен детальный спектральный анализ каждой звезды с привлечением архивных данных BeSS.

Спектральный анализ позволил определить, происходят ли структурные изменения в околозвездном диске Be-звезды, а также выявить необычные особенности профилей эмиссионных и абсорбционных линий.

Пример спектрального анализа — звезда Ахернар (Achernar):

Анализ профилей спектральных линий Be-звезды Ахернар, выполненный за разные временные периоды (включая точки наблюдений 2010, 2011, 2014, 2018, 2020 и 2025 годов), показал, что профиль линии На существенно изменяется со временем. Это напрямую свидетельствует об изменении физического состояния и геометрии околозвездного газового диска и полностью подтверждает его динамический характер.

На графиках зависимости спектрального расстояния между компонентами линий от времени (JD) наблюдаются отдельные резкие отклонения, которые указывают на быструю перестройку вещества в диске.

Графики зависимости отношения интенсивностей компонентов Iv/Ir от времени наглядно демонстрируют, что в некоторые моменты происходят заметные и резкие изменения. Это подтверждает переменную природу газового диска и указывает на сложные гидродинамические процессы, происходящие непосредственно вокруг Be-звезд.

Заключение

Проведенное комплексное исследование показало, что Be-звезды являются крайне нестационарными и динамически активными объектами. Их блеск меняется по совершенно разным математическим и физическим закономерностям.

Более того, у некоторых звезд во времени меняется не только яркость, но и наблюдается полное или частичное исчезновение околозвездного газового диска, что подтверждается исчезновением или трансформацией эмиссионных компонентов в спектрах. Результаты работы лишний раз доказывают, что в ближайших окрестностях Be-звезд непрерывно происходят бурные физические процессы, а собранная статистика помогает глубже разобраться в механизмах их возникновения.

Список использованных источников и литературы.

  1. Астрономическаябазаданных SIMBAD (Centre de Données astronomiques de Strasbourg). — URL: unistra.fr.

  2. Базаданныхспектров Be-звезд BeSS (Be Star Spectra Database). — URL: obspm.fr.

  3. Документация к библиотекам обработки астрономических данных на языке Python (Astropy, Lightkurve).

  4. Каталог входных данных TESS (TESS Input Catalog, TIC).

  5. Космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Базаданныхфотометрии. — URL: mit.edu.

Просмотров работы: 6