Переменная RR Лиры - RR Lyrae variable

Эта статья о классе переменных звезд. Чтобы узнать о прототипе звезды этого класса, см. RR Lyrae .
Переменные звезды типа RR Лиры попадают в определенную область на диаграмме Герцшпрунга – Рассела цвета в зависимости от яркости.

Переменные RR Лиры - это периодические переменные звезды , обычно встречающиеся в шаровых скоплениях . Они используются как стандартные свечи для измерения (дополнительных) галактических расстояний, помогая с космической лестницей расстояний . Этот класс назван в честь прототипа и наиболее яркого примера - RR Lyrae .

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

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

Открытие и признание

Диаграмма HR для шарового скопления M5 с горизонтальной ветвью, отмеченной желтым цветом, а известные звезды типа RR Лиры - зеленым

В обзорах шаровых скоплений эти переменные "кластерного типа" быстро идентифицировались в середине 1890-х годов, особенно Е. К. Пикерингом . Вероятно, первой звездой типа RR Лиры, обнаруженной вне скопления, была звезда U Leporis , открытая Дж. Каптейном в 1890 году. Звезда-прототип RR Лиры была открыта до 1899 года Уильяминой Флеминг , и Пикеринг сообщил в 1900 году, что она «неотличима от скопления». -тип переменных ".

С 1915 по 1930-е годы RR Лиры все больше принимались как класс звезд, отличный от классических цефеид из-за их более коротких периодов, различного положения в галактике и химических различий. Переменные типа RR Лиры - бедные металлами звезды населения II.

RR Лиры оказалось трудным наблюдать во внешних галактиках из-за их внутренней слабости. (Фактически, неудача Вальтера Бааде найти их в Галактике Андромеды заставила его подозревать, что галактика находится намного дальше, чем предполагалось, пересмотреть калибровку переменных цефеид и предложить концепцию звездного населения .) Телескоп Канада-Франция-Гавайи в 1980-х годах Притчет и ван ден Берг обнаружили RR Лиры в галактическом гало Андромеды, а совсем недавно - в ее шаровых скоплениях.

Классификация

Звезды типа RR Лиры условно делятся на три основных типа в соответствии с классификацией С.И. Бейли, основанной на форме кривых яркости звезд:

  • Переменные RRab являются наиболее распространенными, составляя 91% от всех наблюдаемых RR Lyrae, и демонстрируют крутые подъемы яркости, типичные для RR Lyrae.
  • RRc менее распространены, составляют 9% наблюдаемых лир RR, имеют более короткие периоды и более синусоидальные вариации.
  • RRd встречаются редко, составляя от <1% до 30% от RR Lyrae в системе, и являются двухрежимными пульсаторами, в отличие от RRab и RRc.

Распределение

Переменные звезды типа RR Лиры вблизи центра Галактики из общественного исследования VVV ESO

Звезды типа RR Лиры ранее назывались «переменными скоплений» из-за их сильной (но не исключительной) связи с шаровыми скоплениями ; и наоборот, более 80% всех переменных, известных в шаровых скоплениях, являются RR Лиры. Звезды типа RR Лиры встречаются на всех галактических широтах, в отличие от классических цефеид , которые сильно связаны с галактической плоскостью.

Из-за своего преклонного возраста лиры RR обычно используются для отслеживания определенных популяций в Млечном Пути, включая ореол и толстый диск.

В несколько раз больше лир RR известно, чем всех цефеидов вместе взятых; в 1980-х годах было известно около 1900 шаровых скоплений. По некоторым оценкам, в Млечном Пути насчитывается около 85000 человек.

Хотя двойные звездные системы обычны для типичных звезд, RR Лиры очень редко наблюдаются парами.

Характеристики

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

RR Лиры - старые звезды населения II с относительно низкой массой, общие с переменными W Virginis и BL Herculis , цефеидами типа II . Классические переменные цефеиды - это звезды I с более высокой массой населения . Переменные RR Лиры гораздо более распространены, чем цефеиды, но также гораздо менее светящиеся. Средняя абсолютная величина звезды типа RR Лиры составляет около +0,75, что всего в 40 или 50 раз ярче, чем наше Солнце . Их период короче, обычно менее одного дня, иногда до семи часов. Некоторые звезды RRab, в том числе сама RR Lyrae, демонстрируют эффект Блажко, в котором есть заметная фазовая и амплитудная модуляция.

Отношения период-светимость

Типичная кривая блеска лиры RR

В отличие от переменных цефеид, переменные RR Лиры не подчиняются строгому соотношению период-светимость на видимых длинах волн, хотя и в инфракрасном K-диапазоне . Обычно они анализируются с использованием отношения период-цвет, например, с помощью функции Wesenheit. Таким образом, их можно использовать в качестве стандартных свечей для измерения расстояний, хотя возникают трудности с эффектами металличности, бледности и смешивания. Эффект смешения может повлиять на переменные RR Лиры, выбранные вблизи ядер шаровых скоплений, которые настолько плотны, что при наблюдениях с низким разрешением несколько (неразрешенных) звезд могут отображаться как одна цель. Таким образом, яркость, измеренная для этой, казалось бы, одиночной звезды (например, переменная RR Лиры), ошибочно слишком яркая, учитывая, что эти неразрешенные звезды способствовали определению яркости. Следовательно, вычисленное расстояние неверно, и некоторые исследователи утверждали, что эффект смешения может внести систематическую неопределенность в шкалу космических расстояний и может изменить оценочный возраст Вселенной и постоянную Хаббла .

Недавние улучшения

Космический телескоп Хаббл определил несколько кандидатов RR Лиры в шаровых скоплений в Туманности Андромеды и измерил расстояние до прототипа звезды RR Лиры.

Кеплер Космический телескоп при условии точного фотометрического охвата одного поля через равные промежутки времени в течение длительного периода. 37 известных переменных RR Лиры лежат в пределах поля Кеплера, включая саму RR Лиры, и были обнаружены новые явления, такие как удвоение периода.

Миссия Gaia нанесла на карту 140 784 лир RR, из которых 50 220 ранее не считались переменными, и для которых доступны 54 272 оценки межзвездного поглощения .

использованная литература

внешние ссылки