Переменные звезды. Взгляд с земли и из космоса презентация

Содержание

Слайд 2

«Звезды-гостьи»

Тихо Браге
(1546−1601)

Кривая блеска (по Р. Лапуэнте) и рентгеновский остаток сверхновой

«Звезды-гостьи» Тихо Браге (1546−1601) Кривая блеска (по Р. Лапуэнте) и рентгеновский остаток сверхновой
Тихо Браге (1572)

Комета Хейла–Боппа
(1997)

Слайд 3

Сверхновые – самые высокоамплитудные переменные звезды. Сегодня в ОКПЗ переменная с

Сверхновые – самые высокоамплитудные переменные звезды. Сегодня в ОКПЗ переменная с самой маленькой
самой маленькой амплитудой – Альтаир (α Орла, кривая блеска по D. Buzasi и др., 2005). Полная амплитуда около 0.005 звездной величины! Наблюдения со спутника Wide Field Infrared Explorer

Слайд 4

Пример нерадиальных пульсаций звезды

Пример нерадиальных пульсаций звезды

Слайд 5

WIRE – довольно неудачный космический проект 1999 г., успешно наблюдал с

WIRE – довольно неудачный космический проект 1999 г., успешно наблюдал с высокой точностью только яркие звезды
высокой точностью только яркие звезды

Слайд 6

Астрометрический спутник HIPPARCOS (на снимке – в цеху) работал в 1989

Астрометрический спутник HIPPARCOS (на снимке – в цеху) работал в 1989 – 1993
– 1993 гг. Открыл около 5000 новых переменных звезд. Примерно для 3000 из них имена ОКПЗ приведены уже в каталоге HIPPARCOS

Слайд 7

Кривая блеска типичной цефеиды R Южного Креста (P=5.8 d) по наблюдениям

Кривая блеска типичной цефеиды R Южного Креста (P=5.8 d) по наблюдениям космического аппарата
космического аппарата Hipparcos (Европейское Космическое Агентство)

Выдающаяся роль цефеид в астрофизике обусловлена существованием зависимости период–светимость, которую в 1908 г. открыла Генриетта Ливитт (фото справа). Эта зависимость лежит в основе определения расстояний во Вселенной.

Слайд 8

Радиальные пульсации звезды

Сергей Александрович
Жевакин
(1916 – 2001)
В 1953 г. объяснил пульсации цефеид

Радиальные пульсации звезды Сергей Александрович Жевакин (1916 – 2001) В 1953 г. объяснил пульсации цефеид

Слайд 9

«Труба звездных пульсаций» Золтана Коллата

«Труба звездных пульсаций» Золтана Коллата

Слайд 10

Труба органа и звездная «труба»

Золтан Коллат

Труба органа и звездная «труба» Золтан Коллат

Слайд 11

Космический телескоп им. Э. Хаббла (зеркало 2.4 метра, запущен в 1990

Космический телескоп им. Э. Хаббла (зеркало 2.4 метра, запущен в 1990 г. в
г. в США, работает до сих пор)

Слайд 12

Кривая блеска прохождения планеты по диску звезды
V376 Пегаса по наблюдениям

Кривая блеска прохождения планеты по диску звезды V376 Пегаса по наблюдениям Космического телескопа
Космического телескопа
им. Хаббла (Т. Браун и др., 2001)

Слайд 13

Новые ИСЗ смогут открыть миллионы новых переменных. Примеры:
Corot (ЕКА): запущен в

Новые ИСЗ смогут открыть миллионы новых переменных. Примеры: Corot (ЕКА): запущен в декабре
декабре 2006 г. Прекрасные кривые блеска, множество открытий переменных (не основная задача, кроме транзитов экзопланет).
Kepler (НАСА): запущен в марте 2009 г. Постоянно следил более чем за 150000 звезд.
Другие миссии на орбите или готовятся (GAIA, Лира…)

ИСЗ Corot

ИСЗ Kepler

Слайд 14

Запуск ИСЗ Corot
российской ракетой

Телескоп – всего 27 см!
Основные задачи Corot:

Запуск ИСЗ Corot российской ракетой Телескоп – всего 27 см! Основные задачи Corot:
Астросейсмология
– Поиск экзопланет

Первое наблюдение фаз и затмения
экзопланеты (И. Снеллен и др., 2009)

Слайд 15

Данные CoRoT позволяют заметить и картировать группы звездных пятен при прохождении

Данные CoRoT позволяют заметить и картировать группы звездных пятен при прохождении по ним
по ним экзопланеты
(А. Валио, 2011).

Слайд 16

Телескоп миссии Кеплер имеет диаметр 95 см. В 2009 – 2013

Телескоп миссии Кеплер имеет диаметр 95 см. В 2009 – 2013 гг. он
гг. он постоянно следил за полем на границе созвездий Лебедя, Лиры и Цефея.
Открыл около 3000 кандидатов в экзопланеты, подтверждено около 1000, в том числе почти земных размеров и в зонах возможной жизни.

Слайд 17

Миссия KEPLER

42 ПЗС, 2200×1024
более 150 000 звезд
Спутник был способен зарегистрировать транзит

Миссия KEPLER 42 ПЗС, 2200×1024 более 150 000 звезд Спутник был способен зарегистрировать
планеты земного типа у звезды, подобной Солнцу, на уровне 4σ

Открыты тысячи затменных переменных звезд.
Чередование циклов RR Лиры:
период около полусуток, при наземных наблюдениях найти нельзя!

Слайд 18

Чередование высот максимумов RR Лиры по данным Kepler

Чередование высот максимумов RR Лиры по данным Kepler

Слайд 19

Ампл. = 0m.06
Ампл. = 0m.006

Две переменных Kepler

(Дж. Гривс, 2010)

Ампл. = 0m.06 Ампл. = 0m.006 Две переменных Kepler (Дж. Гривс, 2010)

Слайд 20

Сенсация 2016 г. – открытие по данным Kepler любителями астрономии –

Сенсация 2016 г. – открытие по данным Kepler любителями астрономии – искателями планетных
искателями планетных транзитов новой переменной звезды KIC 8462852 с иррегулярными «затмениями» (T.S. Boyajian и др.), звезды “WTF”

Табетта Бояджян

Слайд 21

Непонятное поведение, казалось бы, заурядной звезды спектрального класса F3V породило множество

Непонятное поведение, казалось бы, заурядной звезды спектрального класса F3V породило множество гипотез. Популярны
гипотез. Популярны идеи вроде облака разрушающихся комет на вытянутых орбитах. Отсутствие внятного объяснения благоприятно для распространения идей о внеземной цивилизации, строящей сферу Дайсона.

Слайд 22

Самая сильная вспышка UV Кита, наблюдавшаяся
Ваге Осканяном визуально на Белградской

Самая сильная вспышка UV Кита, наблюдавшаяся Ваге Осканяном визуально на Белградской обсерватории Теперь
обсерватории

Теперь о неожиданном. Переменные типа UV Кита – мощные вспышки на красных карликах

Слайд 23

Среди слабых звезд главной
последовательности почти все – вспыхивающие

У Проксимы Центавра в

Среди слабых звезд главной последовательности почти все – вспыхивающие У Проксимы Центавра в
2016 г. найдена планета в зоне, пригодной для обитания (Г. Англада-Эскуде и др.)

Проксима – известная вспыхивающая звезда V645 Центавра (наблюдения MOST)

Слайд 24

Что такое MOST? Это аббревиатура Microvariability and Oscillation of Stars. Первый

Что такое MOST? Это аббревиатура Microvariability and Oscillation of Stars. Первый канадский научный
канадский научный ИСЗ массой 53 кг – такие аппараты считаются микроспутниками. 15-см максутовский телескоп. Результат по Проксиме для такого спутника – побочный, но каковы почти непрерывные наблюдения сутками подряд! Запущен в 2003 г., работает до сих пор, но в 2014 г. Канада прекратила финансирование.

Слайд 25

Открытия переменных звезд Галактики по наземным ПЗС-наблюдениям

Каталог USNO-B1.0 (2003):
1 042

Открытия переменных звезд Галактики по наземным ПЗС-наблюдениям Каталог USNO-B1.0 (2003): 1 042 618
618 261 объектов (звезд и галактик),
~ 1 миллиард звезд до 20–21m
На уровне 0m.03–0m.05 переменной оказывается одна звезда из 80–100,
то есть наземные телескопы класса 1 м с обычными ПЗС-детекторами и стандартным программным обеспечением для поиска переменности потенциально позволяют открыть
~10 миллионов переменных звезд..
Пока мы знаем ~ 400000 переменных звезд Галактики, т.е. ~4% от общего числа потенциально обнаружимых методами ПЗС-фотометрии.

Слайд 26

Предварительные результаты:
Из ~ 150 000 звезд программы
~ 60 000 – периодические

Предварительные результаты: Из ~ 150 000 звезд программы ~ 60 000 – периодические
переменные,
~ 34 000 звезд меняются с плохо выраженной периодичностью или неправильным образом
(Г. Басри и др., 2011)
При точности фотометрии KEPLER переменны две трети всех звезд!

Обсерватория KEPLER

Слайд 27

Мое «доморощенное» определение переменной звезды (старое, но уточненное с учетом космической

Мое «доморощенное» определение переменной звезды (старое, но уточненное с учетом космической эры): Звезда
эры):
Звезда называется переменной, если освещенность, создаваемая ею на границе земной атмосферы, изменяется настолько, что эти изменения могут быть обнаружены фотометрическими наблюдениями с поверхности Земли или из космоса, при точности, обеспечиваемой этими наблюдениями, за время, охваченное наблюдениями такой точности.
Последняя оговорка – некая защита от того, что все звезды эволюционируют (пока для большинства звезд мы связанные с этим изменения блеска не замечаем) и расстояния до них меняются (такие эффекты в фотометрии и вовсе пока не выявлены).

Слайд 28

Ну и что мы имеем?
Когда появятся полные результаты миссии Kepler

Ну и что мы имеем? Когда появятся полные результаты миссии Kepler (а затем
(а затем и других подобных миссий), придется полностью пересмотреть все наши знания о статистике звездной переменности.
Эра традиционных каталогов переменных звезд близится к концу, хотя имена переменных звезд в системе Аргеландера (вроде RR Лиры) все еще популярны.
Возможный выход – универсальные звездные каталоги, в которых некоторая часть информации будет посвящена сведениям о переменности.
Комиссия 27 «Переменные звезды» Международного астрономического союза 10 лет назад создала рабочую группу для изучения будущего каталогов переменных звезд. Увы, блестящих идей она не выработала – и комиссии этой уже нет...

Слайд 29

Проект «МАСТЕР» ГАИШ МГУ. Малые телескопы. Транзиенты всех видов и переменные

Проект «МАСТЕР» ГАИШ МГУ. Малые телескопы. Транзиенты всех видов и переменные звезды Руководитель
звезды

Руководитель проекта «МАСТЕР» проф. В.М. Липунов

Слайд 30

Недавнее открытие проекта «МАСТЕР» – затменная звезда с рекордным периодом OT

Недавнее открытие проекта «МАСТЕР» – затменная звезда с рекордным периодом OT J095310.04+335352.8 (вероятно,
J095310.04+335352.8 (вероятно, 25245d; прежний рекорд – ε Aur, 9884d) и огромной амплитудой (почти 5m) (Д. Денисенко и др., 2014)

Слайд 31

В 2016 г. телескопы сети MASTER на Канарах и в Крыму

В 2016 г. телескопы сети MASTER на Канарах и в Крыму сумели мгновенно
сумели мгновенно навестись на гамма-всплеск. Результат – открытие поляризации излучения, статья в Nature 2017 г.

Слайд 32

Маленькие камеры проекта ASAS-3 на фоне большого телескопа проекта OGLE

Маленькие камеры проекта ASAS-3 на фоне большого телескопа проекта OGLE

Слайд 33

Открытие OGLE – совсем новый тип переменных звезд 2017 года. BLAPs

Открытие OGLE – совсем новый тип переменных звезд 2017 года. BLAPs (Blue Large
(Blue Large Amplitude Pulsators). Очень горячие, с очень короткими периодами, цефеидными кривыми блеска и сравнительно большими (для их периодов) амплитудами. Открыли
P. Pietrukowicz и др., 2017.

Слайд 34

Проект ASAS-3 (The All Sky Automated Survey)

Все южное небо, до +30o на

Проект ASAS-3 (The All Sky Automated Survey) Все южное небо, до +30o на
северном
С лета 2000 по 2009
Система V, CCD 2048 × 2048, поле 8o.8 × 8o.8, 15.5˝/pixel
Несколько миллионов звезд V до 15m.0 (реально до 14m.5)
Тысячи новых переменных звезд

Слайд 35

Обзор ASAS-3 и его каталог

Обзор ASAS-3 и его каталог

Слайд 36

Проект NSVS (The Northern Sky Variability Survey)

Часть проекта ROTSE-I
Все северное небо, до

Проект NSVS (The Northern Sky Variability Survey) Часть проекта ROTSE-I Все северное небо,
–38o на южном
Апрель 1999 – март 2000
Красная инструментальная система, CCD 2035×2069, поле 8o.2 × 8o.2, 14.4˝/pixel
14 миллионов звезд, r = 8m−15m.5
Тысячи новых переменных звезд

Слайд 37

Что такое data mining: обзор NSVS в Интернете. Показана кривая блеска

Что такое data mining: обзор NSVS в Интернете. Показана кривая блеска красной переменной звезды T Андромеды
красной переменной звезды T Андромеды

Слайд 38

Проект SuperWASP – британская программа поиска экзопланет. По установке в обоих

Проект SuperWASP – британская программа поиска экзопланет. По установке в обоих полушариях, каждая
полушариях, каждая из 8 малых камер. Тысячи наблюдений каждой звезды, разрешение и предел – примерно как у ASAS и ROTSE. Несмотря на неудобство представления информации, продвинутые пользователи широко используют SuperWASP для data mining. Наблюдения недостаточно очищены от инструментальных эффектов.

Слайд 39

С начала 2012 г. открыт доступ к фотометрии обзора неба Catalina

С начала 2012 г. открыт доступ к фотометрии обзора неба Catalina (телескопы Шмидта
(телескопы Шмидта диаметром 50 – 70 см; до конца 2012 г. – северное небо, а затем и южное, кроме полосы Млечного Пути и районов полюсов мира; рабочие звездные величины от 13 до 19)

Слайд 40

Новая цефеида, которую в кооперации с астрономами ГАИШ открыл Антон Хруслов,

Новая цефеида, которую в кооперации с астрономами ГАИШ открыл Антон Хруслов, в то
в то время учитель музыки и любитель астрономии (сейчас сотрудник ГАИШ) методами data mining

Слайд 41

А.В. Хруслов (ГАИШ)

Комплекс метровых телескопов Тянь-Шаньской обсерватории (Казахстан)

Новая затменная катаклизмическая переменная

А.В. Хруслов (ГАИШ) Комплекс метровых телескопов Тянь-Шаньской обсерватории (Казахстан) Новая затменная катаклизмическая переменная
GSC 4560-02157 открыта Хрусловым методом data mining. На Тянь-Шане в 2013 – 2014 гг. Хруслов установил, какой из двух компонентов меняется, и определил природу звезды, а астрономы ГАИШ и САО подтвердили результат спектрально на 6-м телескопе.

Слайд 42

От традиционных наземных методов к новым − начало перевода фототеки ГАИШ

От традиционных наземных методов к новым − начало перевода фототеки ГАИШ в цифровую форму
в цифровую форму

Слайд 43

Оцифровка пластинок сохранит их от ЧП, вроде случившегося в Гарвардской обсерватории

Оцифровка пластинок сохранит их от ЧП, вроде случившегося в Гарвардской обсерватории 18 января
18 января 2016 г. Лопнула водопроводная труба высокого давления под обсерваторией. Были затоплены 61000 пластинок, все оставались к этому моменту неоцифрованными. Пострадали компьютеры и сканеры. Идет операция по спасению пластинок; есть надежда избежать больших потерь данных.

Цокольный этаж архива фотопластинок Гарвардской обсерватории (январь 2016 г.)

Слайд 44

Фототеку ГАИШ основал проф.
С.Н. Блажко (1870–1956) в 1895 г.

Шкафы московской

Фототеку ГАИШ основал проф. С.Н. Блажко (1870–1956) в 1895 г. Шкафы московской фототеки
фототеки

Слайд 45

Д.М. Колесникова и др. (2008, 2010) по сканам поля в 100

Д.М. Колесникова и др. (2008, 2010) по сканам поля в 100 кв. градусов,
кв. градусов,
казалось бы, неплохо исследованного и традиционными методами, и в автоматических обзорах, открыли около 500 новых переменных звезд.
С тех пор сотни переменных обнаружены по сканам еще нескольких полей.

ПЗС-подтверждения открытий по сканам

Слайд 46

Рост числа известных переменных типа HADS

Поиск переменных по сканам пластинок Московской

Рост числа известных переменных типа HADS Поиск переменных по сканам пластинок Московской фототеки.
фототеки. В поле 10°x10° (менее 0.25% всей площади небесной сферы) с центром у звезды 66 Змееносца найдено 13 звезд типа HADS (High Amplitude Delta Scuti), что соответствует оценке >5000 для всего неба. Число звезд типа δ Щита с амплитудой не менее 0m.2 в ОКПЗ – всего 121.

(Колесникова и др., 2010)

Слайд 47

Необычное распределение периодов затменных звезд по тем же сканам
Распределение периодов обнаруженных

Необычное распределение периодов затменных звезд по тем же сканам Распределение периодов обнаруженных новых
новых затменных переменных звезд существенно сдвинуто к коротким периодам (в скобках – частота в процентах из ОКПЗ):
P EA EB EW
0.2–0.4 d 13% (1.7%) 50% (47.8%)
0.4–0.6 d 47% (15.4%) 42% (30.9%)
0.6–0.8 d 22% (3.7%) 22% (17.8%) 6% (14.0%)
0.8–1.0 d 17% (5.0%) 9% (13.4%) 2% (5.5%)
>1 d 61% (89.2%) 9% (51.7%)

(Колесникова и др., 2010)

Слайд 48

Проблемы классификации переменных звезд на основе обзоров неба
Существующие системы классификация (в

Проблемы классификации переменных звезд на основе обзоров неба Существующие системы классификация (в том
том числе принятая в ОКПЗ) далеки от совершенства;
хорошие компьютерные программы для автоматической классификации только начали появляться;
тысячи новых переменных звезд классифицировать «вручную» затруднительно;
зачастую классификация только по кривой блеска невозможна; нужна дополнительная информация о спектральном классе, рентгеновском излучении, изменениях лучевой скорости.

Слайд 49

Проблемы классификации переменных звезд

(В. Соловьев, А. Самохвалов, Б. Сатовский, 2011)

Затмения?
Пульсации?
Вращательная модуляция

Проблемы классификации переменных звезд (В. Соловьев, А. Самохвалов, Б. Сатовский, 2011) Затмения? Пульсации?
блеска запятненной звезды?

Слайд 50

П.П. Паренаго
(1906 – 1960)

Б.В. Кукаркин
(1909 – 1977)

ОБЩИЙ КАТАЛОГ ПЕРЕМЕННЫХ

П.П. Паренаго (1906 – 1960) Б.В. Кукаркин (1909 – 1977) ОБЩИЙ КАТАЛОГ ПЕРЕМЕННЫХ
ЗВЕЗД: В СССР (РОССИИ) С 1947 г. ПО ПОРУЧЕНИЮ МЕЖДУНАРОДНОГО АСТРОНОМИЧЕСКОГО СОЮЗА

П.Н. Холопов
(1922 – 1988)

В ОКПЗ сейчас почти 52000 переменных звезд плюс около 20000 звезд, заподозренных в переменности

Слайд 51

Принципы составления ОКПЗ, с позвездным экспертным анализом информации, трудозатратны, и ОКПЗ

Принципы составления ОКПЗ, с позвездным экспертным анализом информации, трудозатратны, и ОКПЗ не успевает
не успевает за экспоненциальным ростом числа открываемых переменных.
Американская ассоциация наблюдателей переменных звезд (AAVSO) учредила Индекс переменных звезд AAVSO с отличной полнотой. На 21 января 2017 г. он содержал 400870 звезды. И его составители начинают ощущать перегруженность.

Себастьян Отеро (AAVSO), Аргентина, координатор VSX

Слайд 52

Повторю уже звучавший вывод:
Возможный выход – универсальные звездные каталоги, в которых

Повторю уже звучавший вывод: Возможный выход – универсальные звездные каталоги, в которых некоторая
некоторая часть информации будет посвящена сведениям о переменности.

Коллектив ОКПЗ (фото 2009 г.)

Имя файла: Переменные-звезды.-Взгляд-с-земли-и-из-космоса.pptx
Количество просмотров: 101
Количество скачиваний: 0