Змінність характеристик індивідуальних циклів пульсацій довгоперіодичних зірок

Размещено на http://allbest.ru

18

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. І.І. МЕЧНИКОВА

УДК 523.8

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

ЗМІННІСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ІНДИВІДУАЛЬНИХ ЦИКЛІВ ПУЛЬСАЦІЙ ДОВГОПЕРІОДИЧНИХ ЗІРОК

Спеціальність: 01.03.02 - астрофізика, радіоастрономія

МАРСАКОВА ВЛАДИСЛАВА ІГОРІВНА

Одеса - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі астрономії Одеського державного університету ім. І.І. Мечникова

Науковий керівник:

доктор фіз.-мат. наук, Андронов Іван Леонідович, професор кафедри астрономії Одеського державного університету ім. І.І. Мечникова

Офіційні опоненти:

доктор фіз.-мат. наук, старший науковий співробітник Павленко Яків Володимирович, провідний науковий співробітник Головної Астрономічної обсерваторії Національної Академії Наук України

кандидат фіз.-мат. наук, старший науковий співробітник Павленко Олена Петрівна, старший науковий співробітник Кримської Астрофізичної обсерваторії Міністерства освіти і науки України

Провідна установа

Астрономічна обсерваторія Львівського державного університету, м. Львів.

Захист відбудеться “5 ” жовтня 2000 р. о 14 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради К 41.051.04 з теоретичної фізики та астрофізики при Одеському державному університеті ім. І.І. Мечникова

(65026, м. Одеса, вул. Дворянська, 2, ОДУ, Велика Фізична Аудиторія)

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Одеського університету (вул. Преображенська).

Автореферат розісланий “ 4 ” вересня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат фіз.-мат. наук Солошенко В.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дослідження. На відміну від теорії класичних пульсуючих зірок, яка була докладно розроблена до середини XX сторіччя [1], детальної моделі пульсацій довгоперіодичних змінних зірок поки ще не існує. Як зазначує Олофссон [2], це пов'язано з проблемами теорії розвитку конвекції з часом, а також проблемою визначення мод пульсацій (що, в свою чергу, пов'язано з неточністю визначення радіусів, оскільки на піздній стадії еволюції зірок вони мають протяжну атмосферу, яка плавно переходить в навколозоряну оболонку). В результаті численні емпіричні прояви, такі, як стрибкоподібні зміни періодів, зміни амплітуди та форми кривої блиску від циклу до циклу не отримали теоретичного пояснення. Але деякі ефекти, відомі із спостережень, наприклад, "прогресивне" зменшення періодів, отримали задовільне пояснення, або, принаймні, були висловлені гіпотези, що добре узгоджуються зі спостереженнями. Можна припустити, що розвиток теорії в значній мірі гальмується недостатньою класифікацією явищ, що спостерігаються. Ми маємо на увазі, зокрема, змінність кривої блиску від циклу до циклу, яка погано вивчена, оскільки це потребує довгих рядів спостережень та їх ретельного аналізу. Вивчення закономірностей змінності кривих блиску від циклу, вікових змін на протязі тривалих інтервалів часу, а також їх класифікація могли б стати фундаментом для розвитку теорії пульсацій довгоперіодичних змінних зірок.

Мета і задачі дослідження. Таким чином, метою даної роботи є:

отримання каталога параметрів индивідуальних циклів пульсацій групи довгоперіодичних змінних зірок. У дану виборку входять, в основному, зірки типу Міри Кита, а також група напівправильних змінних зірок (за класифікацією ЗКЗЗ (Загального Каталогу Змінних Зірок [3])), які мають "міроподібні" криві блиску;

отримання характеристик вікових змін цих параметрів та їх класифікація;

кореляційний аналіз параметрів індивідуальних циклів для кожної зірки окремо;

класифікація зірок за отриманими закономірностями змін характеристик індивидуальних циклів та з'ясування зв'язку отриманих кореляцій з физичними та емпіричними характеристиками зірок.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження було проведено у рамках держбюджетних тем № 729 "Періодичні та аперіодичні процеси в тісних подвійних та гігантських пульсуючих зірках" (1997-1999 гг.), № 181 "Дослідження кінематики та фізики подвійних зірок" (2000 г.).

Наукова новизна роботи. Вперше проведений аналіз змін різних характеристик індивідуальних циклів 53 зірок на протязі 80 років, а також проаналізований зв'язок змін цих характеристик між собою. Кореляційний аналіз характеристик індивідуальних циклів проводився також в роботах [4-8], але нами була використана більша кількість (до 45) характеристик для кожного циклу; зокрема введені нові характеристики, такі як нахили висхідної та низхідної гілки, та характеристики горбів на висхідній гілці, а також був проаналізований зв'язок цих корреляцій з іншими параметрами змінності зірок. Розглянуті чотири відокремлені групи зірок, для яких з'ясовані притаманні їм особливості змінності характеристик індивідуальних циклів. При цьому багато результатів (такі, як різні типи трансформації кривої блиску на стадії гелієвого спалаху, зсув кривих змін періоду та амплітуди відносно одне іншого у T Cep та інш.) отримані вперше. Запропоновані нові критерії класифікації зірок на основі саме змінності характеристик індивідуальних циклів. зірка міріда пульсація

Наукове та практичне значення роботи. Отримані в роботі якісні та числові характеристики вікових змін характеристик індивідуальних циклів та корреляції між ними можуть бути застосовані як відправні пункти для побудови теорії пульсаційних процессів в цих зірках.

Нами також були проаналізовані взаємозв'язки цих коефіциєнтів кореляції, інших параметрів змінності індивідуальних циклів та середніх параметрів змінності зірок. Отриманий ряд діаграм, які показують залежність розсіяння характеристик индивідуальних циклів від амплітуди середньої кривої блиску та спектрального классу, а також зв'язують характеристики змінності індивідуальних циклів між собою. Ці діаграми можуть бути використані як нові додаткові критерії для класифікації довгоперіодичних змінних зірок.

Особистий внесок автора. У дисертації були використані візуальні спостереження з міжнародних баз даних спостерігачів змінних зірок (AFOEV та VSOLJ). Крім того, були використані спостереження по фотоплатівкам 7-камерного астрографа АО ОГУ, причому спостереження 5 зірок були отримані особисто автором, а спостереження 5 інших зірок - С.В. Роттар та оброблені автором.

Для отримання характеристик індивідуальних циклів і середніх кривих блиску, а також для пошуку періодичності була застосована низка програм та методів, розроблених професором кафедри астрономії І.Л. Андроновим. Метод "асимптотичних парабол" (застосований для визначення характеристик індивідуальних екстремумів) був розроблений автором спільно з І.Л. Андроновим.

Автором була проведена повна обробка спростережень із міжнародних баз даних, отримані характеристики індивідуальних пульсаційних циклів та проведений корреляційний аналіз, також проаналізовані результати досліджень та запропоновані деякі нові критерії класифікації довгоперіодичних пульсуючих зірок. Аналіз та класифікація малодосліджених зірок пізніх спектральних класів проведені разом з І.Л. Андроновим.

Апробація. Результати даної роботы викладені у 12 друкованих роботах та доповідались на 17 конференціях (з них 16 міжнародних): симпозіуми МАС IAU N 180 "Planetary Nebulae", August 1996, Groningen, Netherland; № 191 "Asymptotic Giant Branch Stars", Aug.-Sept. 1998, Montpellier, France; Колоквіум МАС № 176 "The Impact of Large-Scale Surveys on Pulsating Star Research", August 1999, Budapest, Hungary; Конференціях молодих вчених "Open Joung Scientists' Conference on Astronomy and Space Physics" 1997, 1998, 1999, 2000, Київ; конференції пам'яті Бабія Б.Т. "Вибрані питання астрономії та астрофізики", листопад 1998, Львів, Україна; та міжнародних конференціях: "Tsessevich' Memorial Conference", 1993, Одеса, Україна; "International Conference on Variable Star Research", 1997, Brno, Czech Republick; "86th Spring Meeting of the AAVSO Variable Stars: New fronties", 1997, Sion, Switzerland; Joint European and National Astronomical Meeting, 1997, Thessaloniki, Greece; International Conference "Variable stars", 1997, Одеса, Україна; "Joint European and National Astronomical Meeting", September 1998, Prague, Czech Republic; Gamow Memorial International Conference "The Universe of Gamow: Original Ideas in Astrophysics and Cosmology", 1999, Одеса, Україна; "Joint European and National Astronomical Meeting", 2000, Москва, Росія; "Astronomy in Україна 2000 and beyond (Impact of international cooperation)", 2000, Київ, Україна. Результати роботи також доповідалися на конференції професорсько-викладацького складу ОДУ, семінарах Астрономічної обсерваторії Одеського держуниверситету.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, списку літератури, додатків. Обсяг роботи - 138 сторінок основного тексту, вона вміщує 34 таблиці та 47 малюнків загальним об'ємом 36 сторінок; 2 додатки з таблицями, що займають 71 сторінку. Список літератури містить 220 джерел і займає 20 сторінок. Повний обсяг дисертації 229 сторінок.

ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обговорена актуальність теми дисертації, визначена мета та задачі роботи, особистий внесок автора, основні результати, їх наукова новизна та практичне значення, а також апробація работи та основні статті, в яких викладені результати дисертації.

В першому розділі наведена загальна характеристика довгоперіодичних змінних зірок: описаний їх еволюційний статус та внутрішня будова згідно з сучасними науковими дослідженнями, наведені основні фізичні характеристики цих зірок. Зазначені основні проблеми, які виникають при побудові теорії для пояснення пульсацій у цих зірок.

Також наведені принципи існуючої класифікації довгоперіодичних змінних зірок за кривою блиску. Аналізуються недоліки такої класификації, проблеми, які постають перед нею внаслідок змінності кривої блиску від циклу до циклу, а також шляхи вирішення цих проблем за допомогою альтернативних класифікацій, зокрема тих, в основі яких лежать саме зміни кривих блиску з часом. Наведен огляд праць, присвячених проблемі змінності характеристик індивідуальних циклів та її теоретичному поясненню, обґрунтована ціль даної роботи.

В другому розділі описані математичні основи методів апроксимації кривих блиску та пошуку періодичності (таких як періодограмний аналіз, спалах-аналіз, ковзаючі апроксимації кривої блиску, наближення тригонометричним поліномом та ін.). Ці методи орієнтовані на нерівномірні ряди спостережень, якими найчастіше є візуальні спостереження. Подано описання розробленого за участю автора методу "асимптотичних парабол". Наведений порівняльний аналіз декількох методів, за допомогою яких можуть бути отримані характеристики індивідуальних екстремумів кривої блиску. Цей аналіз показує, що метод "асимптотичних парабол" дає меншу похибку моменту екстремуму та менш чутливий до недостатньої щільності спостережень. Крім того, він зберігає постійну форму кривої незалежно від зашумлення спостережень, чого не можна сказати про поліноміальні апроксимації. Це робить його найбільш придатним для обробки візуальних спостережень, які мають суттєве розсіяння та розташовані досить нерівномірно вздовж осі часу.

В третьому розділі наведена методика обробки візуальних спостережень з міжнародних баз даних спостерігачів змінних зірок (AFOEV та VSOLJ). Зокрема наведена методика врахування різниць у фотометричних системах різних спостерігачів, методика обчислення характеристик індивідуальних циклів та їх корреляційного аналізу. Обґрунтовано застосування методів "ковзаючих" та "асимптотичних" парабол для отримання характеристик екстремумів та наведені їх середні похибки на прикдаді однієї із зірок. При цьому для більшості зірок застосовувався метод "асимптотичних" парабол, а для тих зірок, в яких спостерігаються сильні нерегулярності, такі як горб на висхідній гілці, був застосований метод ковзаючих парабол. Також дана таблиця з переліком усіх використаних характеристик індивідуальних циклів та їх умовних позначень. Для кожної точки (максимум даного циклу (0), а також попередній та наступний максимуми (1, 2) мінімуми до і після максимуму даного циклу (3, 4), горб на висхідній гілці (7), перетинення висхідною (5) та низхідною (6) гілками рівня фіксованої зоряної величини) обчислювався момент часу та зоряна величина або нахил гілки (рис. 1). Також розраховувались різниці часу та зоряних величин між різними точками та такі величини, як амплітуди та середній блиск (обох гілок), асиметрія.

В четвертому розділі розглянуті деякі групи довгоперіодичних змінних зірок із характерними змінами характеристик індивідуальних циклів, а також наведена класификація групи малодосліджених зірок пізніх спектральних класів.

Підрозділ 4.1. Досліджені чотири зірки з прогресивними змінами періоду, які за припущенням знаходяться на стадії гелієвого спалаху. Досліджені характеристики змін періодів. Знайдені різні типи змін кривої блиску, які супроводжують зміни періоду. У T UMi відбувається чітке загострення кривої блиску, у R Aql та R Hya спостерігається чітке зменшення амплітуди, в основному внаслідок пояскравіння мінімуму. Подана таблиця з характеристиками вікових змін періоду, амплітуди, нахилів гілок для чотирьох зірок, що досліджувалися.

Якщо розташувати ці зірки у послідовність за змінами амплітуди та нахилів гілок кривої блиску, ця послідовність добре узгоджується з положенням цих зірок на діаграмі змін світності уздовж гелієвого спалаху, наведеної в роботі [8].

Підрозділ 4.2. У декількох зірок були знайдені циклічні зміни періоду (з характерним часом 17000-20000 днів). У T Cep та U UMi ці зміни супроводжуються чіткими змінами амплітуди (а у випадку T Cep також висоти та тривалості горбу на визхідній гілці). Для T Cep (рис. 2) внаслідок рівномірності ряду спострежень вдалося провести крос-кореляційний анализ і встановити, що амплітуда мінімальна, коли горб на висхідній гілці найбільш яскравий, причому між цими величинами немає зсуву в часі. Між амплітудою та періодом був отриманий зсув 3 цикли.

Підрозділ 4.3. Досліджені зміни характеристик індивідуальних циклів у зірок спектральних класів C та S (вуглецеві та цирконієві зірки, відповідно). Характерними особливостями є: високі амплітуди у S-зірок та низькі у C-зірок (причому амплітуди середніх кривих блиску за 80 років часто мають значення, характерні для напівправильних зірок), сильна змінність кривих блиску від циклу до циклу у C-зірок, відсутність систематичних змін періоду та ампітуди на протязі більше декількох циклів.

Також у C-зірок спостерігаються значні зміни середнього блиску, у багатьох із них - циклічні, а у деяких - систематичне зменшення. Зроблено припущення про зв'язок цих змін з навколозоряними пиловими оболонками та "зовнішнім -механізмом", описаним в роботі [9]

Підрозділ 4.4. Розглянута змінність 10 об'єктів, які є перехідними між мірідами та напівправильними змінними. Зірки розподілені на дві групи: I - ті, що відрізняються від мірід тільки меншими амплітудами, II - у яких спостерігаються переходи до вираженої напівправильної поведінки в окремих інтервалах часу. У 9-ти зірок при цьому не спостерігається змін середнього періоду з часом. Також були знайдені циклічні зміни середнього блиску та різноманітні зміни амплітуди з часом (рис. 3).

Підрозділ 4.5. Досліджені зміни так званої "середньопотокової" зоряної величини декількох зірок. Не знайдено систематичних змін цієї величини у зірок із прогресивними змінами періоду. Але, оскільки розсіяння значень цієї величини велике, можна припустити, що ці зміни не помітні у межах похибок внаслідок невеликого інтевалу спостережень відносно часового масштабу гелієвого спалаху.

Також знайдено зменшення середньопотокової зоряної величини з часом у трьох зірок, дві з яких показують також зменшення середнього блиску, а одна - зменшення амплітуди. Оскількі ця величина відображає, головним чином, яскравість зірки у максимальній частині кривої, то в інших зірках із систематичними змінами амплітуди чи середнього блиску, які відбуваються внаслідок пояскравіння мінімуму, зміни цієї величини не помітні у межах похибок.

Підрозділ 4.6. Проведена класифікація групи малодосліджених зірок пізніх спектральних класів за допомогою пошуку періодичності цих зірок. Зірки досліджувались по фотоплатівкам семикамерного астрографа Астрономічної обсерваторії ОДУ. Отримані значення періодів для двох зірок за допомогою мультигармонічної моделі та визначені характерні часи змінності для трьох зірок. Для однієї з зірок отримана двочастотна модель, причому один із періодів добре узгоджується з літературними даними. Дві зірки, вірогідно, можуть бути мірідами, дві - вірогідно, неправильні змінні. Інші зірки можуть бути класіфіковані як напівправильні.

У п'ятому розділі розглянуті загальні особливості змінності характеристик індивідуальних циклів у довгоперіодичних зірок.

Проаналізований з'вязок параметрів горбів на висхідній гілці з іншими параметрами індивідуальних циклів. Знайдено, що в деяких зірках горб більш корельований із зоряною величиною максимуму, а в інших - мінімуму. Також знайдена корреляція між середньою тривалістю горбів та асиметрією середньої кривої блиску та між середньою тривалістю горбів та амплітудою середньої кривої блиску.

У цьому розділі наведений перелік кореляцій між параметрами індивідуальних циклів, які зустрічаються найчастіше, його також подано в табл. 1. Такими кореляціями є кореляції між: індивідуальними періодами та амплітудами, зоряними величинами різних точок кривої та індивідуальними періодами, зоряною величиною мінімума та наклоном низхідної гілки, кореляції зоряних величин різних точок кривої між собою, та ін.

Проаналізований з'вязок цих кореляцій з іншими параметрами зірок. Зокрема приведена низка діаграм, таких як: спектр - відносне розсіяння амплітуди, спектр - відносне розсіяння середнього блиску, середня амплітуда - відносне розсіяння амплітуди, розсіяння індивідуальних періодів - середня амплітуда, відносне розсіяння періодів - відносне розсіяння амплітуди.

Також наведений перелік зірок, в яких спостерігались систематичні зміни амплітуди і середнього блиску, і зроблено припущення, що зростання амплітуди з часом є характерним для мірід, а зменшення - для напівправильних змінних.

Таблиця 1

Корреляції між параметрами індивідуальних циклів, що зустрічаються найбільш часто.

Виходячи з цих діаграм, а також із характеру змін амплітуди, періоду та среднього блиску, можна внести наступні доповнення до класифікації. Міріди та напівправильні зірки спектрального класу C можуть бути віднесені до однієї тісної групи. Як типово напівправильні можуть бути класифіковані тільки чотири зірки, дві зірки були віднесені до перехідного класу між мірідами та напівправильними змінними зірками. Серед классу титанових мірід також виділені дві зірки, що відносяться до так званих "малоамплітудних мірід", які мають амплітуди менше 2^m, але при цьому мають типові для мірід особливості змінності.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ВИСНОВКИ

В роботі проведено дослідження змін кривих блиску від циклу до циклу для 53 довгоперіодичних пульсуючих зірок. За типом цих змін стало можливим розподілення зірок на групи. Отримання характеристик індивідуальних пульсаційних циклів також дозволяє запропонувати нові числові критерії класифікації довгоперіодичних змінних зірок на зірки типу Міри Кита та напівправильні змінні зірки, хоча в роботі також підкреслюється, що між цими групами існують зірки перехідного типу.

Вперше отриманий каталог характеристик індивідуальних циклів 53 довгоперіодичних змінних зірок, з яких більшу частину складають зірки типу Міри Кита. На основі нього розрахований каталог кореляцій між характеристиками індивідуальних циклів пульсацій довгоперіодичних пульсуючих зірок.

Кореляції відрізняються для різних зірок, але можна відмітити як ті, що зустрічалися найчастіше: кореляції між періодом та амплітудою, зоряних величин різних точок кривої між собою, зоряною величиною мінімуму та нахилом низхідної гілки та ін.

Зареєстровані різні типи змін кривих блиску (такі як зменшення амплітуди та зміни нахилу гілок) для зірок типу Міри Кита, що знаходяться на стадії гелієвого спалаху.

Знайдені циклічні зміни характеристик кривих блиску у T Cep та U UMi та проаналізовані їх взаємозв'язки. Відмічаються значні кореляції між амплітудою і періодом, а також амплітудою і зоряною величиною горба на висхідній гілці, отримані значення затримки між змінами цих параметрів.

Зареєстрована низка типових особливостей змін параметрів індивідуальних циклів пульсацій у мірід спектральних класів C и S, серед яких найбільш важливим результатом є сильні зміни середнього блиску з часом.

У 7 зірок зареєстровані вікові зміни амплітуди (без змін періоду), у 3 - прогресивні зміни середнього блиску.

Проаналізовані кореляції параметрів горбів на висхідній гілці з іншими характеристиками індивідуальних циклів та середніх кривих блиску. Відмічено зв'язок між тривалістю горба та асиметрією і амплітудою середньої фазової кривої блиску.

Проведена попередня класифікація 8 малодосліджених змінних зірок пізніх спектральних класів за допомогою аналізу періодичностей змін блиску.

Отримана низка залежностей між характеристиками змін параметрів індивідуальних циклів та характеристиками середніх кривих блиску. Запропонована низка нових критеріїв для класифікації довгоперіодичних пульсуючих зірок, заснованих на характеристиках змін кривої блеску від циклу до циклу. Такими критеріями є діаграми: спектр - відносне розсіяння амплітуди, спектр - відносне розсіяння середнього блиску, відносне розсіяння періодів - відносне розсіяння амплітуди та інш. Проведено розподілення зірок, що досліджувались, на групи за цими параметрами.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Результати дисертації опубліковані у 12 друкованих роботах, з яких 9 - у фахових виданнях та 3 - в трудах конференцій.

Marsakova V.I., Rottar S.V., Andronov I.L. Periodogram analysis of the brightness variations of 8 red suspected variables. // Odessa Astron. Publ. - 1994. - V. 7. - P. 70-75.

Marsakova V.I., Andronov I.L. Fitting the astronomical signals with asymptotic branches. // Odessa Astron. Publ. - 1996. - V. 9. - P. 127-130.

Marsakova V.I., Andronov I.L. W Лиры: переменность циклов пульсаций звезды типа Миры. // Кинематика и физика небесных тел. - 1997. - Т .13, N 6. - С. 49-62.

Marsakova V.I., Andronov I.L. Cycle-to-cycle changes in the Mira type star RT Cyg. // Odessa Astron. Publ. - 1997. - V. 10. - P. 109-114.

Marsakova V.I., Andronov I.L. Cycle-to-cycle changes of Mira variable X Oph. // Proceedings of the 29th Conference on Variable star Research. - 1998. - P. 130-141.

Andronov I.L., Marsakova V.I., Phase curve changes and humps in Mira-type star U Her. // Astrophys. Space Sci. - 1998. - V. 257. - P. 49-61.

Marsakova V.I. Fast variations of the mean brightness and other light curve parameters of the Carbon Mira-type star S Cep. // Journal AAVSO. - 1999. - V. 27. - P. 141-145.

Andronov I.L., Marsakova V.I. Time series analysis of the phase curve characteristics of the semiregular star RS Cygni. // Astron. Astrophys. Transactions. - 1999. - V. 17. - P. 187-198.

Marsakova V.I., Andronov I.L. Catalogue of main characteristics of individual pulsational cycles of 35 Mira-type stars. // Odessa Astron. Publ. - 1999. - V. 11. - P. 79-124.

Marsakova V.I., Andronov I.L. Strong changes in photometrical behaviour of Carbon Miras. // Odessa Astron. Publ. - 1999. - V. 12. - P. 205-209.

Marsakova V.I. Variations of light curve parameters in Miras with progressive period changes. // Astron. Soc. Pacif. Conference Series. - 2000. - V. 203. - P. 130.

Marsakova V.I., Andronov I.L. Unusual secondary variations in the Mira star T Cep. // Astron. Soc. Pacif. Conference Series. - 2000. - V. 203. - P. 131-132.

Література:

Жевакин А.С. Теория звездных пульсаций. // Пульсирующие звезды. - М.: Наука. - 1970. - С. 17-63.

Olofsson H. The AGB star-Phenomemon: Setting the Stage. // Proc. IAU Symp. № 191, "Asymptotic Giant Branch Stars". - Montpellier (France). - 1999 - P. 3-18.

Холопов П.Н., Самусь Н.Н., Фролов М.С., Горанский В.П., Горыня Н.А., Киреева Н.Н., Кукаркина Н.П., Курочкин Н.Е., Медведева Г.И., Перова Н.Б., Шугаров С.Ю. Общий каталог переменных звезд. - 1985. - Т. 1-3.

Isles J.E., Saw D.R.B. Mira stars - I: R Ari, R Aur, X Aur, R Boo, S Boo. // J. Brit. Astron. Assoc. - 1987. - V. 97. - P. 106-116.

Isles J.E., Saw D.R.B. Mira stars - II: R Cam, R Cas, W Cas, S Cep, T Cep, U Cyg, S Del. // J. Brit. Astron. Assoc. - 1989. - V. 99. - P. 121-129.

Isles J.E., Saw D.R.B. Mira stars - III: R Dra, R Gem, S Her, T Her, R Leo. // J. Brit. Astron. Assoc. - 1989. - V. 99. - P. 165-170.

Isles J.E., Saw D.R.B. Mira stars - IV: R Lyn, W Lyr, RY Oph, R Peg, X Peg, R Per. // J. Brit. Astron. Assoc. - 1989. - V. 99. - P. 275-280.

Wood P.R., Zarro D.M. Hellium-shell flashing in low-mass stars and period changes in Mira variables. // Astronophysical Journal. - 1981. - V. 247, P. 247-256.

Winters J.M., Fleischer A.J., Gauger A., Sedlmayr E. Circumstellar dust shells around long-period variables. II. Theoretical lightcurves of C-stars. // Astron. Astrophys. - 1994. - V. 290. - P. 623-633.

ANNOTATION

Marsakova V.I. Variability of the individual pulsation cycles of the long-period variables. - Manuscript.

The thesis for a scientific degree of the candidate of physical and mathematical science by speciality 01.03.02 - astrophysics, radioastronomy. - Odessa State University named by I.I. Mechnikov, Odessa, 2000.

The research of long-term changes of period and light curves of the long-period variables (LPVs) may lead to important information on their pulsation and evolution and may give the new criteria of its classification.

To study cycle-to-cycle changes in the Mira variables, the dense series of data during long time interval are needed. We use the AFOEV and VSOLJ databases for this research. But the main problems concerning the data from these databases are the following: large scatter of the data caused by different systems of many observers; gaps in the data, appearing, if the pulsation period is close to one year; lack of data. A number of methods of data fits were applied and compared. As the result, two methods were chosen: "asymptotic parabola" (AP) and "running parabola" (RP) fits. These methods were developed by the author and I.L. Andronov and they show the minimal errors in the determination of moments and magnitudes of extrema. The AP fit allows to determine characteristics of extrema using a relatively small quantity of points and, in some cases, allows to decrease an effect of season gaps. The RP fit is more sensitive to an instability of the light curve which often appears in the Mira variables.

We have obtained the following characteristics of each individual cycle: moments and magnitudes of extrema and hump at the ascending branch, amplitude, asymmetry, slopes of the ascending and descending branches, mean brightness of the branches. Analysis of variations of these characteristics with time and correlation analysis of them have been made. We also applied periodogram, Fourier and wavelet analysis to study the periodicities and its stability. Thus for majority of the stars the AP method was applied, but in a case of strong irregularities or hump at the ascending branch the RP method was applied.

As the result of our research the catalog of the individual cycle characteristics of 53 long period variables have been obtained and the catalog of the correlation between these characteristics have been calculated.

Several groups of the Miras with typical light curve variations were distinguished and their characteristic long-term behavior is thoroughly analyzed:

In the stars with progressive period changes (R Aql, R Hya, W Dra, T UMi) were pointed out the two types of light curve transformation: amplitude changes and changes of the curve sharpness;

Cyclic secondary variations of the period, amplitude and other characteristics in some stars (especially T Cep and U UMi) are interrelated;

Light curve changes of C- and S-Miras are characterized by significant variations of the mean brightness, correlations between magnitudes of different points of the curve and some other properties;

In some Miras and SRa variables (10 stars were studied) Mira-type and semiregular variability exchange each other in the different time intervals. Many of these stars show the light curve variations which are close to ones detected in C-Miras (mean brightness variations, small amplitudes of Mira-like variability less than 2^m) and keep the constant mean period during observing interval. In some stars different amplitude variations were found.

The preliminary classification of the group of purely investigated red variables was made using the analysis of periodicities.

Also we have found 7 stars with amplitude changes (only in 2 stars the amplitude decrease, they are semiregular variables V Boo and RU Cyg), and in 3 stars (R LMi, R Dra, V CrB) the decrease of mean brightness was found.

Were found some regularities in the cycle-to-cycle variations such as period-amplitude correlations, correlation between magnitudes different points of curve etc. These regularities are different for different stars.

Also we have analyzed the relations between numerical characteristics of the cycle-to-cycle changes and the parameters of the mean light curves and the spectral class. We have obtained a sequence of diagrams such as spectral class - arbitrary amplitude scatter, spectral class - arbitrary mean brightness scatter, arbitrary period scatter - arbitrary amplitude scatter, etc. These diagrams allow to introduce the new criteria of the classification of LPVs into Miras and semiregular variables.

Using these diagrams and character of amplitude, period and mean brightness variations, we propose the additions to the classification of these 53 long-period variables. The Miras and semiregular variables of spectral class C we join to one class of periodic carbon LPVs, only four star were classified as semiregular and 2 stars as the transient ones between Miras and semiregular variables (Y Per and S Aql). Also 2 stars were called "the small amplitude Miras", because they show a typical variability for Miras, but with mean amplitudes less than 2^m (X Oph, T Ari). So the long-term light curve changes may serve as an additional criterion of classification of LPVs.

Key words: long-period variables, period changes, light curve changes, data analysis

АНОТАЦІЯ

Марсакова В.І. Змінність характеристик індивідуальних циклів пульсацій довгоперіодичних зірок. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата наук за спеціальністю 01.03.02 - астрофізика, радіоастрономія. - Одеський державний університет ім. І.І. Мечникова, Одеса, 2000.

Отриманий каталог характеристик індивідуальних циклів кривих блиску 53 довгоперіодичних пульсуючих зірок. Вивчена змінність цих характеристик з часом та отримані різні типи змінності для декількох груп зірок. Проведена класификація маловивчених зірок пізніх спектральних класів за допомогою методів пошуку періодичності.

Проведений кореляційний аналіз характеристик індивідуальних пульсаційних циклів для кожної зірки; подається каталог цих кореляцій.

Отримана низка діаграм, що зв'язують змінність характеристик індивідуальних циклів із середніми параметрами змінності зірок та спектральним класом. На основі цих діаграм запропоновані доповнення до класифікації довгоперіодичних змінних зірок.

Ключові слова: довгоперіодичні змінні зірки, зміни періодів, зміни кривих блиску, аналіз даних

АННОТАЦИЯ

Марсакова В.И. Переменность характеристик индивидуальных циклов пульсаций долгопериодических звезд. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата наук по специальности 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия. - Одесский государственный университет им. И.И. Мечникова, Одесса, 2000.

Получен каталог характеристик индивидуальных циклов кривых блеска 53 долгопериодических пульсирующих звезд. Изучена переменность этих характеристик со временем и получены разные типы переменности для нескольких групп звезд. Проведена классификация малоизученных звезд поздних спектральных классов с помощью методов поиска периодичности.

Проведен корреляционный анализ характеристик индивидуальных циклов пульсаций для каждой звезды; приведен каталог этих корреляций.

Получен ряд диаграмм, которые связывают переменность характеристик индивидуальных циклов со средними параметрами переменности звезд и спектральным классом. На основании этих диаграмм предложены дополнения к классификации долгопериодических переменных звезд.

Ключевые слова: долгопериодические переменные звезды, изменения периодов, изменения кривых блеска, анализ данных

Размещено на Allbest.ru