1 Введение 2
1.1 Наблюдения RZ Psc 3
1.2 Свойства абсорбционных компонент 5
2 Содержание 6
3 Методика расчётов 7
3.1 Аппроксимация рассеивающей среды 8
3.2 Статистический метод 8
3.3 Преимущества над методом Монте-Карло 10
3.4 Физические основы метода 11
4 Тестирование программы 14
4.1 Сферическая расширяющаяся оболочка 14
4.2 Расширяющееся кольцо 17
4.3 Вращающееся кольцо 19
4.4 Результаты тестирования 21
5 Взаимодействие в режиме магнитного пропеллера 22
5.1 Баллистическое приближение 22
5.2 Скорость движения вещества 27
5.3 Спектры 29
5.4 Теми истечения вещества 35
5.5 Результаты моделирования 36
6 Слабый конический ветер 37
6.1 Геометрическая форма поверхности 37
6.2 Спектры 38
7 Заключение 41
Список литературы 45
Купить

В спектрах некоторых молодых звёзд наблюдаются узкие смещённые в коротковолновую сторону спектра абсорбционные компоненты в линиях резонансного дублета натрия. Для ряда объектов выявлена быстрая переменность абсорбционных компонент. Такие особенности линий резонансного дублета натрия наблюдаются у RZ Psc [21], MWC 480 [19], BBW 76 [12], NY Ori [6] и других звёзд [2, 7].
Рис. 1: Участок спектра RZ Psc в окрестности резонансного дублета натрия D Ма I. Пунктиром показан синтетический спектр. Лучевые скорости узких абсорбционных компонент линий натрия указаны на графике [18].
В литературе обсуждалась возможность образования дискретных абсорбционных компонент в неоднородных структурах плотного дискового ветра [3, 19]. При таком объяснении наблюдаемых особенностей линий резонансного дублета натрия в спектрах звёзд так же должны наблюдаться признаки интенсивного дискового ветра. Для части изучаемых объектов это действительно так (например, для ВУ Ori, BBW 76 и MWC 480). В тоже время в спектре RZ Psc отсутствуют признаки дискового ветра: эмиссия в линии На и запрещённой линии [OI] 6300 А. Следовательно, для RZ Psc нужен другой механизм образования дискретных абсорбционных компонент.
В качестве такого механизма в работе Гринина и др. [18| было предложено рассеяние излучения звезды в струе, образуемой отбрасываемым от звезды веществом при взаимодействии вращающейся магнитосферы с аккреционным диском в режиме магнитного пропеллера.
В данной работе реализован статистический метод расчёта взаимодействия излучения с оптически полутонким веществом, занимающим в пространстве область произвольной геометрии и произведены расчёты спектра звезды, получаемого при разной геометрии поглощающего вещества в предположении о малой оптической толщине рассеивающего вещества. Данный метод использовался для объяснения наблюдаемых спектральных особенностей RZ Psc.
Полученные в работе модельные спектры сравнивались с наблюдательными, полученными И. С. Потравновым, Д.Н. Шаховским, И. В. Ильиным и Д. Е. Мкртичаном для звезды RZ Psc, для которой мы обладаем наибольшим объёмом наблюдательной информации.
1.1 Наблюдения RZ Psc
Представленные на рис. 1 спектры RZ Psc были получены Ha телескопе 2.56-м Обсерватории Nordical Optical Telescope 19 августа и 21 ноября 2013 г. с помощью эшельного спектрографа ЕТЕЗ. Выполненные наблюдения показали, что в линиях резонансного дублета натрия присутствуют переменные абсорбционные компоненты.
Для их изучения было проедено две серии наблюдений. Первая из них была проведена в сентябре 2014 И. С. Потравновым и Д.Н. Шаховским на 2.6 метровом телескопе Крымской астрофизической обсерватории с эшельным спектрографом ESPL. Вторая серия наблюдений прошла в декабре 2014 года на 2.4 метровом телескопе Таиландской национальной обсерватории с применением эшельного спектрографа MRES. Вторую серию наблюдений провёл Д.Е. Мкртичан.
На рис. 2 показаны результаты этих наблюдений для линий резонансного дублета натрия. Кроме переменных компонент в линиях натрия было замечена наличие слабых дискретных абсорбционных компонент в линиях кальция и калия [10]. Эти компоненты также демонстрируют переменность.
Рис. 2: Наблюдения резонансного дублета натрия в спектре RZ Psc в сентябре (слева) и декабре (справа) 2014 года [10].
Кроме приведённых выше спектров нам потребуются физические характеристики звезды, используемые в дальнейшем моделировании околозвёздного вещества.
В работе И. С. Потравнова [10] на основе работ |9, 22] и эволюционных треков [15| представлены следующие данные:
• Расстояние: ~ 160 пк
• Светимость: 0.7Lо
• Радиус: ~ 0.9Rо
• Угол наклона луча зрения к оси вращения звезды: i ~ 70°
• V sin i = 12 км/с
• Период вращения: T ~ 3.6 дня
• Возраст 25 + 5 Муг
1.2 Свойства абсорбционных компонент
При анализе согласуемости результатов, получаемых в рассматриваемых в этой работе моделях образования дискретных абсорбционных компонент, с наблюдениями мы будем опираться на некоторые замеченные свойства компонент:
• В спектрах присутствует не более 2 смещённых компонент
• Смещение компонент соответствует скоростям до 110 км/с
• При сравнении с синтетическим спектром может наблюдаться очень слабая эмиссия
• Высокоскоростная компонента может наблюдаться несколько дней подряд
Кроме этого, следует помнить, что у звёзд с таким эволюционным статусом, как RZ Psc аккреция становится нестабильна, что, в свою очередь, приводит к нестабильности истечения вещества.
В данной работе мы рассмотрим два варианта геометрии рассеивающей поверхности и проанализируем их соответствие наблюдениям.
Купить