Переменная RR Лиры

Переменные звезды типа RR Лиры попадают в определенную область на диаграмме зависимости цвета от яркости Герцшпрунга – Рассела .

Переменные RR Лиры являются периодическими переменными звездами , обычно встречающимися в шаровых скоплениях . Они используются в качестве стандартных свечей для измерения (дополнительных) галактических расстояний, помогая ориентироваться по лестнице космических расстояний . Этот класс назван в честь прототипа и ярчайшего примера — RR Lyrae .

Это пульсирующие горизонтальной ветви звезды спектрального класса A или F с массой около половины солнечной . Считается, что они потеряли массу во время фазы ветви красных гигантов и когда-то были звездами с массой около 0,8 солнечной массы.

В современной астрономии соотношение периода и светимости делает их хорошими стандартными свечами для относительно близких целей, особенно в пределах Млечного Пути и Местной группы . Они также часто являются объектами изучения шаровых скоплений и химии (и квантовой механики) старых звезд.

Открытие и признание

В исследованиях шаровых скоплений эти переменные «кластерного типа» были быстро идентифицированы в середине 1890-х годов, особенно Э. К. Пикерингом . Вероятно, первой звездой типа RR Лиры, обнаруженной вне скопления, была U Leporis , открытая Дж. Каптейном в 1890 году. Прототип звезды RR Лиры был открыт до 1899 года Вильяминой Флеминг , а Пикеринг в 1900 году сообщил о ней как о «неотличимой от скопления». -переменные типа". ^[1]

С 1915 по 1930-е годы RR Лиры все чаще воспринимались как класс звезд, отличный от классических цефеид из-за их более коротких периодов, различного местоположения в галактике и химических различий. Переменные RR Лиры представляют собой бедные металлами звезды населения II. ^[1]

RR Лиры оказалось трудно наблюдать во внешних галактиках из-за их внутренней слабости. (На самом деле, неспособность Уолтера Бааде найти их в Галактике Андромеды заставила его заподозрить, что галактика находится гораздо дальше, чем предполагалось, пересмотреть калибровку переменных цефеид и предложить концепцию звездного населения . ^[1]) Используя канадско-французско-гавайский телескоп в 1980-х годах, Притчет и ван ден Берг обнаружили RR Лиру в галактическом гало Андромеды. ^[2] и, в последнее время, в его шаровых скоплениях. ^[3]

Классификация

Звезды типа RR Лиры условно делят на три основных типа: ^[1] следующая классификация С.И. Бейли, основанная на форме кривых блеска звезд:

Переменные RRab являются наиболее распространенными, составляя 91% всех наблюдаемых RR Лир, и демонстрируют резкий рост яркости, типичный для RR Лиры.
RRc встречаются реже, составляя 9% наблюдаемых RR Лир, имеют более короткие периоды и более синусоидальные вариации.
RRd встречаются редко и составляют от <1% до 30%. ^[4] RR Лиры в системе и являются двухмодовыми пульсаторами, в отличие от RRab и RRc.

Распределение

Звезды типа RR Лиры раньше назывались «переменными скопления» из-за их сильной (но не исключительной) связи с шаровыми скоплениями ; и наоборот, более 80% всех переменных, известных в шаровых скоплениях, представляют собой RR Лиры. ^[5] Звезды типа RR Лиры встречаются на всех галактических широтах, в отличие от классических цефеид , которые прочно связаны с галактической плоскостью.

Из-за своего преклонного возраста RR Лиры обычно используются для отслеживания определенных популяций Млечного Пути, включая гало и толстый диск. ^[6]

Известно в несколько раз больше RR Лир, чем всех цефеид вместе взятых; в 1980-е годы в шаровых скоплениях было известно около 1900. По некоторым оценкам, в Млечном Пути их около 85 000. ^[1]

Хотя двойные звездные системы являются обычными для типичных звезд, RR Лиры в двойных системах наблюдаются очень редко. ^[7]

Характеристики

Звезды типа RR Лиры пульсируют аналогично переменным цефеид , но считается, что природа и история этих звезд совершенно иные. Как и все переменные на полосе нестабильности цефеид , пульсации вызваны κ-механизмом , когда непрозрачность ионизированного гелия меняется в зависимости от его температуры.

RR Лиры — старые, сравнительно маломассивные звезды населения II , общие с W Virginis и BL Herculis переменными , цефеидами II типа . Классические переменные цефеид с более высокой массой — это звезды I-го населения . Переменные RR Лиры встречаются гораздо чаще, чем цефеиды, но также гораздо менее ярки. Средняя абсолютная величина звезды RR Лиры составляет около +0,75, что всего в 40–50 раз ярче Солнца . ^[8] Их период короче, обычно менее одного дня, иногда до семи часов. Некоторые звезды RRab, включая саму RR Лиры, демонстрируют эффект Блажко , при котором наблюдается заметная фазовая и амплитудная модуляция. ^[9]

Отношения период-светимость

В отличие от переменных цефеид, переменные RR Лиры не подчиняются строгому соотношению период-светимость в видимых длинах волн, хотя в инфракрасном K-диапазоне они подчиняются . ^[10] Обычно они анализируются с использованием соотношения период-цвет, например, с использованием функции Wesenheit. Таким образом, их можно использовать в качестве стандартных свечей для измерения расстояний, хотя существуют трудности с эффектами металличности, слабости и смешивания. Эффект смешивания может повлиять на переменные RR Лиры, отобранные вблизи ядер шаровых скоплений, которые настолько плотны, что при наблюдениях с низким разрешением несколько (неразрешенных) звезд могут выглядеть как одна цель. Таким образом, яркость, измеренная для этой, казалось бы, одиночной звезды (например, переменной типа RR Лиры), ошибочно оказывается слишком яркой, учитывая, что эти неразрешенные звезды внесли свой вклад в определенную яркость. Следовательно, вычисленное расстояние неверно, и некоторые исследователи утверждают, что эффект смешивания может внести систематическую неопределенность в лестницу космических расстояний и может исказить оценку возраста Вселенной и постоянной Хаббла . ^[11]^[12]^[13]

Последние события

обнаружил Космический телескоп Хаббл несколько кандидатов в звезду RR Лиры в шаровых скоплениях галактики Андромеды. ^[3] и измерил расстояние до звезды-прототипа RR Лиры. ^[14]

Космический телескоп «Кеплер» обеспечил точное фотометрическое покрытие одного поля через регулярные промежутки времени в течение длительного периода. В поле Кеплера лежат 37 известных переменных RR Лиры, включая саму RR Лиры, и были обнаружены новые явления, такие как удвоение периода. ^[15]

Миссия Gaia нанесла на карту 140 784 звезды типа RR Лиры, из которых ранее не было известно, что 50 220 являются переменными, и для которых межзвездного поглощения . доступны 54 272 оценки ^[16]

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Смит, Гораций А. (2004). RR Лиры Звезды . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-54817-5 .
^ Притчет, Кристофер Дж.; Ван Ден Берг, Сидней (1987). «Наблюдения звезд типа RR Лиры в гало M31». Астрофизический журнал . 316 : 517. Бибкод : 1987ApJ...316..517P . дои : 10.1086/165223 .
^ Jump up to: ^а ^б Клементини, Дж.; Федеричи, Л.; Корси, К.; Каччари, К.; Беллаццини, М.; Смит, ХА (2001). «Переменные RR Лиры в шаровых скоплениях M31: первое обнаружение вероятных кандидатов». Астрофизический журнал . 559 (2): L109. arXiv : astro-ph/0108418 . Бибкод : 2001ApJ...559L.109C . дои : 10.1086/323973 . S2CID 48632444 .
^ Кристенсен-Далсгаард, Дж.; Балона, Луизиана; Гарридо, Р.; Суарес, Х.К. (20 октября 2012 г.). «Звездные пульсации: влияние новых приборов и новых идей» . Труды по астрофизике и космической науке . ISBN 978-3-642-29630-7 .
^ Клемент, Кристина М.; Муззин, Адам; Дафтон, Квентин; Поннампалам, Тивья; Ван, Джон; Берфорд, Джей; Ричардсон, Алан; Роузбери, Тара; Роу, Джейсон; Хогг, Хелен Сойер (2001). «Переменные звезды в галактических шаровых скоплениях». Астрономический журнал . 122 (5): 2587–2599. arXiv : astro-ph/0108024 . Бибкод : 2001AJ....122.2587C . дои : 10.1086/323719 . S2CID 38359010 .
^ Возякова О.В.; Сефако, Р.; Расторгуев А.С.; Кравцов В.В.; Князев А.Ю.; Бердников Л.Н.; Дамбис, АК (11 ноября 2013 г.). «Переменные RR Лиры: визуальная и инфракрасная светимость, собственные цвета и кинематика» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 435 (4): 3206–3220. arXiv : 1308.4727 . дои : 10.1093/mnras/stt1514 . ISSN 0035-8711 .
^ Хайду, Г.; Кателан, М.; Юрчик, Дж.; Декани, И.; Дрейк, Эй Джей; Маркетт, Б. (2015). «Новые переменные RR Лиры в бинарных системах» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 449 (1): Л113–Л117. arXiv : 1502.01318 . Бибкод : 2015MNRAS.449L.113H . дои : 10.1093/mnrasl/slv024 .
^ Лейден, AC; Хэнсон, Роберт Б.; Хоули, Сюзанна Л.; Клемола, Арнольд Р.; Хэнли, Кристофер Дж. (август 1996 г.). «Абсолютная величина и кинематика звезд RR Лиры через статистический параллакс». Астрон. Дж . 112 : 2110–2131. arXiv : astro-ph/9608108 . Бибкод : 1996AJ....112.2110L . дои : 10.1086/118167 . S2CID 8732647 .
^ Сабо, Р.; Коллат, З.; Мольнар, Л.; Коленберг, К.; Курц, Д.В.; Брайсон, Северная Каролина; Бенко, Дж. М.; Кристенсен-Далсгаард, Дж.; Кьельдсен, Х.; Боруки, WJ; Кох, Д.; Твикен, доктор медицинских наук; Чадид, М.; Ди Крисченцо, М.; Чон, Ю.-Б.; Москалик П.; Немек, Дж. М.; Нуспль, Дж. (2010). «Раскрывает ли Кеплер тайну эффекта Блажко? Первое обнаружение удвоения периода у звезд Кеплера Блажко RR Лиры» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 409 (3): 1244. arXiv : 1007.3404 . Бибкод : 2010MNRAS.409.1244S . дои : 10.1111/j.1365-2966.2010.17386.x . S2CID 119190883 .
^ Кателан, М.; Прицль, Бартон Дж.; Смит, Гораций А. (2004). «Соотношение периода RR Лиры и светимости. I. Теоретическая калибровка». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 154 (2): 633. arXiv : astro-ph/0406067 . Бибкод : 2004ApJS..154..633C . дои : 10.1086/422916 . S2CID 119336592 .
^ Маджесс, Д.; Тернер, Д.; Гирен, В.; Лейн, Д. (2012). «Влияние фотометрии загрязненных RR Лир / шаровых скоплений на шкалу расстояний». Письма астрофизического журнала . 752 (1): Л10. arXiv : 1205.0255 . Бибкод : 2012ApJ...752L..10M . дои : 10.1088/2041-8205/752/1/L10 . S2CID 118528078 .
^ Ли, Джэ Ву; Лопес-Моралес, «Мерседес»; Хон, Кёнсу; Кан, Ён-Вун; Пол, Брайан Л.; Уокер, Алистер (2014). «К лучшему пониманию шкалы расстояний от переменных звезд типа RR Лиры: исследование внутреннего гало шарового скопления NGC 6723». Приложение к астрофизическому журналу . 210 (1): 6. arXiv : 1311.2054 . Бибкод : 2014ApJS..210....6L . дои : 10.1088/0067-0049/210/1/6 . S2CID 119280050 .
^ Нили, младший; Маренго, М.; Боно, Дж.; Брага, ВФ; Далл'Ора, М.; Стетсон, П.Б.; Буонанно, Р.; Ферраро, И.; Фридман, WL; Янникола, Г.; Мадор, БФ; Мацунага, Н.; Монсон, А.; Перссон, SE; Скоукрофт, В.; Зайберт, М. (2015). «О расстоянии до шарового скопления M4 (NGC 6121) с использованием звезд типа RR Лиры. II. Соотношения периода и светимости в среднем инфракрасном диапазоне». Астрофизический журнал . 808 (1): 11. arXiv : 1505.07858 . Бибкод : 2015ApJ...808...11N . дои : 10.1088/0004-637X/808/1/11 . S2CID 117031686 .
^ Бенедикт, Г. Фриц; и др. (январь 2002 г.). «Астрометрия с космическим телескопом Хаббла: параллакс фундаментального калибратора расстояний RR Lyrae». Астрономический журнал . 123 (1): 473–484. arXiv : astro-ph/0110271 . Бибкод : 2002AJ....123..473B . дои : 10.1086/338087 . S2CID 59150013 .
^ Кинемучи, Карен (2011). «Исследование RR Лиры с помощью миссии Кеплер». RR Лиры Звезды . 5 : 74. arXiv : 1107.0297 . Бибкод : 2011rrls.conf...74K .
^ Риелло, М.; Эванс, Д.В.; Сабадос, Л.; Сарро, LM; Режибо, С.; Риддер, Дж. Де; Эйер, Л.; Лекёр-Тайби, И.; Моулави, Н. (01 февраля 2019 г.). «Выпуск данных Gaia 2 - Конкретная характеристика и проверка цефеид всего неба и звезд типа RR Лиры». Астрономия и астрофизика . 622 : А60. arXiv : 1805.02079 . Бибкод : 2019A&A...622A..60C . дои : 10.1051/0004-6361/201833374 . ISSN 0004-6361 . S2CID 260496633 .

Внешние ссылки

Астрономическая картинка дня M3: Четырехкадровая анимация переменных звездного скопления RR Лиры в шаровом скоплении M3.
Анимация переменных RR Лиры в шаровом скоплении M15
Анимация с переменными звездами RR Лиры в центральной части шарового скопления M15.
RR Лира звезды
Переменная звезда сезона AAVSO — RR Лиры
OGLE Атлас переменных кривых блеска звезд — звезды типа RR Лиры

[smith2004-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Смит, Гораций А. (2004). RR Лиры Звезды . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-54817-5 .

[2] Притчет, Кристофер Дж.; Ван Ден Берг, Сидней (1987). «Наблюдения звезд типа RR Лиры в гало M31». Астрофизический журнал . 316 : 517. Бибкод : 1987ApJ...316..517P . дои : 10.1086/165223 .

[clementini-3] Jump up to: ^а ^б Клементини, Дж.; Федеричи, Л.; Корси, К.; Каччари, К.; Беллаццини, М.; Смит, ХА (2001). «Переменные RR Лиры в шаровых скоплениях M31: первое обнаружение вероятных кандидатов». Астрофизический журнал . 559 (2): L109. arXiv : astro-ph/0108418 . Бибкод : 2001ApJ...559L.109C . дои : 10.1086/323973 . S2CID 48632444 .

[george-4] Кристенсен-Далсгаард, Дж.; Балона, Луизиана; Гарридо, Р.; Суарес, Х.К. (20 октября 2012 г.). «Звездные пульсации: влияние новых приборов и новых идей» . Труды по астрофизике и космической науке . ISBN 978-3-642-29630-7 .

[clement-5] Клемент, Кристина М.; Муззин, Адам; Дафтон, Квентин; Поннампалам, Тивья; Ван, Джон; Берфорд, Джей; Ричардсон, Алан; Роузбери, Тара; Роу, Джейсон; Хогг, Хелен Сойер (2001). «Переменные звезды в галактических шаровых скоплениях». Астрономический журнал . 122 (5): 2587–2599. arXiv : astro-ph/0108024 . Бибкод : 2001AJ....122.2587C . дои : 10.1086/323719 . S2CID 38359010 .

[6] Возякова О.В.; Сефако, Р.; Расторгуев А.С.; Кравцов В.В.; Князев А.Ю.; Бердников Л.Н.; Дамбис, АК (11 ноября 2013 г.). «Переменные RR Лиры: визуальная и инфракрасная светимость, собственные цвета и кинематика» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 435 (4): 3206–3220. arXiv : 1308.4727 . дои : 10.1093/mnras/stt1514 . ISSN 0035-8711 .

[7] Хайду, Г.; Кателан, М.; Юрчик, Дж.; Декани, И.; Дрейк, Эй Джей; Маркетт, Б. (2015). «Новые переменные RR Лиры в бинарных системах» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 449 (1): Л113–Л117. arXiv : 1502.01318 . Бибкод : 2015MNRAS.449L.113H . дои : 10.1093/mnrasl/slv024 .

[8] Лейден, AC; Хэнсон, Роберт Б.; Хоули, Сюзанна Л.; Клемола, Арнольд Р.; Хэнли, Кристофер Дж. (август 1996 г.). «Абсолютная величина и кинематика звезд RR Лиры через статистический параллакс». Астрон. Дж . 112 : 2110–2131. arXiv : astro-ph/9608108 . Бибкод : 1996AJ....112.2110L . дои : 10.1086/118167 . S2CID 8732647 .

[9] Сабо, Р.; Коллат, З.; Мольнар, Л.; Коленберг, К.; Курц, Д.В.; Брайсон, Северная Каролина; Бенко, Дж. М.; Кристенсен-Далсгаард, Дж.; Кьельдсен, Х.; Боруки, WJ; Кох, Д.; Твикен, доктор медицинских наук; Чадид, М.; Ди Крисченцо, М.; Чон, Ю.-Б.; Москалик П.; Немек, Дж. М.; Нуспль, Дж. (2010). «Раскрывает ли Кеплер тайну эффекта Блажко? Первое обнаружение удвоения периода у звезд Кеплера Блажко RR Лиры» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 409 (3): 1244. arXiv : 1007.3404 . Бибкод : 2010MNRAS.409.1244S . дои : 10.1111/j.1365-2966.2010.17386.x . S2CID 119190883 .

[catelan-10] Кателан, М.; Прицль, Бартон Дж.; Смит, Гораций А. (2004). «Соотношение периода RR Лиры и светимости. I. Теоретическая калибровка». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 154 (2): 633. arXiv : astro-ph/0406067 . Бибкод : 2004ApJS..154..633C . дои : 10.1086/422916 . S2CID 119336592 .

[ma12-11] Маджесс, Д.; Тернер, Д.; Гирен, В.; Лейн, Д. (2012). «Влияние фотометрии загрязненных RR Лир / шаровых скоплений на шкалу расстояний». Письма астрофизического журнала . 752 (1): Л10. arXiv : 1205.0255 . Бибкод : 2012ApJ...752L..10M . дои : 10.1088/2041-8205/752/1/L10 . S2CID 118528078 .

[lee2014-12] Ли, Джэ Ву; Лопес-Моралес, «Мерседес»; Хон, Кёнсу; Кан, Ён-Вун; Пол, Брайан Л.; Уокер, Алистер (2014). «К лучшему пониманию шкалы расстояний от переменных звезд типа RR Лиры: исследование внутреннего гало шарового скопления NGC 6723». Приложение к астрофизическому журналу . 210 (1): 6. arXiv : 1311.2054 . Бибкод : 2014ApJS..210....6L . дои : 10.1088/0067-0049/210/1/6 . S2CID 119280050 .

[neely2015-13] Нили, младший; Маренго, М.; Боно, Дж.; Брага, ВФ; Далл'Ора, М.; Стетсон, П.Б.; Буонанно, Р.; Ферраро, И.; Фридман, WL; Янникола, Г.; Мадор, БФ; Мацунага, Н.; Монсон, А.; Перссон, SE; Скоукрофт, В.; Зайберт, М. (2015). «О расстоянии до шарового скопления M4 (NGC 6121) с использованием звезд типа RR Лиры. II. Соотношения периода и светимости в среднем инфракрасном диапазоне». Астрофизический журнал . 808 (1): 11. arXiv : 1505.07858 . Бибкод : 2015ApJ...808...11N . дои : 10.1088/0004-637X/808/1/11 . S2CID 117031686 .

[hst-14] Бенедикт, Г. Фриц; и др. (январь 2002 г.). «Астрометрия с космическим телескопом Хаббла: параллакс фундаментального калибратора расстояний RR Lyrae». Астрономический журнал . 123 (1): 473–484. arXiv : astro-ph/0110271 . Бибкод : 2002AJ....123..473B . дои : 10.1086/338087 . S2CID 59150013 .

[15] Кинемучи, Карен (2011). «Исследование RR Лиры с помощью миссии Кеплер». RR Лиры Звезды . 5 : 74. arXiv : 1107.0297 . Бибкод : 2011rrls.conf...74K .

[16] Риелло, М.; Эванс, Д.В.; Сабадос, Л.; Сарро, LM; Режибо, С.; Риддер, Дж. Де; Эйер, Л.; Лекёр-Тайби, И.; Моулави, Н. (01 февраля 2019 г.). «Выпуск данных Gaia 2 - Конкретная характеристика и проверка цефеид всего неба и звезд типа RR Лиры». Астрономия и астрофизика . 622 : А60. arXiv : 1805.02079 . Бибкод : 2019A&A...622A..60C . дои : 10.1051/0004-6361/201833374 . ISSN 0004-6361 . S2CID 260496633 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]