КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-22-00043

НазваниеСпектроскопия динамических процессов в протяженных атмосферах сверхгигантов различных масс

Руководитель Клочкова Валентина Георгиевна, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук , Карачаево-Черкесская Республика

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-704 - Физика и эволюция звезд и межзвездной среды

Ключевые слова Голубые и желтые гипергиганты, LBV, красные сверхгиганты, протопланетарные туманности, пульсации, звездный ветер, околозвездные оболочки

Код ГРНТИ41.23.00 41.23.21

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Целью проекта является изучение переменности кинематического состояния протяженных атмосфер и околозвездных оболочек звезд высокой светимости (ЗВС) на временной шкале месяцы-годы. Верхнюю часть диаграммы Герцшпрунга-Рессела заселяют ЗВС различающихся масс, находящиеся на разных этапах эволюции: от голубых переменных сверхгигантов (BSG и LBV) до желтых гипергигантов (YHG), цефеид и красных сверхгигантов (RSG). Эти далеко проэволюционировавшие потомки массивных звезд с исходными массами выше 8-10 Mo отличаются высоким темпом потери вещества, демонстрируя комплексные и переменные спектры с мощными эмиссиями. Для выполнения задачи мы получим оптические спектры высокого разрешения (R>=60000) для репрезентативной выборки объектов и сопоставим их с наблюдательными данными, полученными нами на БТА в предыдущие 25 лет. Базируясь на обширной коллекции однородных данных, мы проведем поиск спектральных признаков проявлений переменности, обусловленной пульсациями, нестабильным звездным ветром, истечением вещества из оболочек и вероятным присутствием компаньона. Мы планируем выявить взаимосвязи этих процессов для различных типов ЗВС, включая и ряд маломассивных сверхгигантов (post-AGB), совокупность наблюдаемых свойств которых пересекается с таковыми у массивных ЗВС. Эволюция звезд на указанных переходных стадиях вблизи предела светимости протекает быстро, с характерным временем сотни и тысячи лет, поэтому перечисленные типы ЗВС встречаются крайне редко. Однако их изучение имеет отношение к таким фундаментальным вопросам современной астрофизики, как эволюция химического состава галактических населений и галактик в целом. Звездный ветер у ЗВС разных типов в значительной мере определяет химическую и динамическую эволюцию межзвездной среды и галактик в целом, поскольку именно ЗВС являются поставщиками в околозвездную, а затем и в межзвездную среду продуктов звездного нуклеосинтеза, от самых легких ядер (литий и группа CNO), до самых тяжелых металлов (Sr, Y, Zr, Ba), синтезируемых в процессах нейтронизации ядер элементов железного пика. Наш анализ будет сосредоточен на типичных представителях изучаемых типов звезд. Важным и сложнейшим моментом исследований будет фиксация эволюционной стадии индивидуальных объектов, что потребует определить их фундаментальные параметры, особенности химического состава их атмосфер. Для решения этой задачи мы объединим фотометрические данные наземного и орбитального базирования с нашими собственными архивными и новыми спектральными наблюдениями. Будут сделаны общие выводы о связи между пульсациями звезд и звездным ветром. Основываясь на результатах анализа пульсаций, мы подтвердим эволюционный статус сверхгигантов и роль пульсационной неустойчивости в формировании выбросов вещества, наблюдаемых у желтых гипергигантов, подобно выбросам оболочек у гипергиганта ρ Cas. Актуальность поставленной задачи следует из того, что всем ЗВС присущи пульсации, высокий темп потери вещества за счет ветра (до 10^{-3} Mo/год) и истечение вещества протяженных оболочек, вплоть до эпизодов сброса оболочек. Все эти процессы проявляются в оптических спектрах звезд на различных временных шкалах. В настоящее время остается неполным знание того, как изменяется темп потери вещества у массивных звезд на разных стадиях эволюции. Остаётся неясной взаимосвязь отдельных подгрупп массивных звезд, таких, как BSG, LBV, голубые и желтые гипергиганты, маломассивные сверхгиганты на переходе к планетарным туманностям, пульсирующие звезды различных типов и звездные объекты с неопределенным статусом. С одной стороны, это связано с малочисленностью массивных звезд и разнообразием их индивидуальных спектральных особенностей. С другой ‒ с высокой чувствительностью эволюции массивных звезд к особенностям потери массы и осевому вращению (Maeder, & Meynet, New Astron. Rev., 54, 32, 2010). Это приводит к расщеплению цепочки эволюционных превращений на разные последовательности. Наблюдательные данные последних лет указывают на проявления различных мод нестабильностей в атмосферах гипергигантов и холодных сверхгигантов. Эти факторы, вызывающие спектральную переменность, требуют проведения многократных наблюдений изучаемых звезд. При этом большинство ЗВС − это слабые (для наблюдателя) объекты из-за существенного поглощения излучения в их пылевых оболочках, что ограничивает совокупность имеющихся наблюдательных данных с высоким спектральным разрешением. Необходимо отметить и то, что одни стадии эволюции в своих основных фотометрических и спектроскопических проявлениях маскируются под другие стадии. Звезды различных масс, наблюдаемые на принципиально различающихся стадиях эволюции (гипергиганты и post-AGB сверхгиганты), имеют сходные оптические спектры и другие признаки (нестабильные протяженные атмосферы, расширяющиеся газопылевые оболочки, ИК-избытки). Вследствие этого по единичным спектральным наблюдениям в оптическом диапазоне не всегда возможно отличить маломассивный сверхгигант от гипергиганта.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---