У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Магнитные поля кимически пекулярный звезд главной последовательности
Количество страниц 395
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 23123.doc 
Содержание Магнитные поля кимически пекулярный звезд главной последовательности
Код работы
Дисциплина Физико-математические науки (Астрономия)
Тип работы Диссертация
Количество страниц 395 стр.
Год написания 2004
Дата загрузки
Цена 950 р.
Содержание
Оглавление

Введение 7

1. Обзор литературы. Магнитные поля СР звезд: методы диагностики и результаты измерений 29

1.1. Введение... 29

1.2. Начальный период исследований звездного магнетизма ... 32

1.2.1. Открытие явления расщепления спектральный линий

во внешнем магнитном поле. Некоторые определения . 32

1.2.2. Обнаружение магнитного поля на Солнце... 33

1.2.3. Обнаружение магнитных полей звезд... 34

1.3. Некоторые общие вопросы спектрополяриметрии. Эффект Зе-емана ... 36

1.3.1. Введение... 36

1.3.2. Основные определения поляриметрии... 37

1.3.3. Перенос поляризованного излучения... 39

1.3.4. Основные положения теории эффекта Зеемана... 41

1.3.5. Вычисления и определения эффективных факторов Лан-

де ... 45

1.4. Методы диагностики магнитных полей СР звезд... 49

1.4.1. Возможности обнаружения магнитных полей в звездах

ГП... 49

1.4.2. Неполяриметрические измерения магнитных полей . . 49

1.4.3. Исследования продольных магнитных полей методами круговой поляриметрии в линиях... 51

1.4.4. Определение модуля среднего поля... 60

1.4.5. LSD-метод исследования магнитных полей... 65

1.4.6. Широполосная линейная поляриметрия... 67

1.4.7. Метод Допплер-Зеемановского картирования... 67

1.4.8. Выводы... 69

1.5. Общие сведения о химически пекулярных звездах... 69

1.5.1. Введение... 69

1.5.2. Частота встречаемости... 70

1.5.3. Выделение СР звезд и их классификация... 71

1.5.4. Вращение СР звезд... 77

1.5.5. Двойственность... 79

1.5.6. Фотометрическая и спектральная переменность ... 81

1.5.7. Химический состав атмосфер СР звезд... 86

1.5.8. Пульсации СР звезд... 93

1.5.9. Фундаментальные параметры СР звезд... 95

1.5.10. Заключение... 97

1.6. Магнитные поля СР звезд... 98

1.6.1. Основные определения и терминология... 98

1.6.2. Общие сведения о магнитных полях СР звезд... 101

1.6.3. Развитие исследований магнитных полей СР звезд в 50-60 гг. 20 века: обнаружение 120 магнитных звезд и модель наклонного ротатора... 102

1.6.4. Основные результаты наблюдений 70-80 гг. 20 века: гелиевые звезды, картирование поверхности и моделирование поля, эволюция магнитных звезд... 105

1.6.5. Современные представления о свойствах магнитных полей СР звезд... 112

1.7. Теория МСР звезд, физика процессов формирования магнитных полей и их эволюции... 116

1.7.1. Введение... 116

1.7.2. Магнитное поле Галактики и формирование звезд . . . 117

1.7.3. Магнитные поля и структура протозвезд... 117

1.7.4. Магнитные поля звезд верхней части ГП... 119

1.7.5. Связь между полем белых карликов и нейтронных звезд 125

1.7.6. Обсуждение и заключение... 126

2. Приборы и методика наблюдений, редукции и анализа магнитных полей на 6м телескопе 127

2.1. Введение... 127

2.2. Приборы для измерений магнитных полей звезд на 6м телескопе 128

2.2.1. Анализаторы круговой поляризации... 128

2.2.2. Анализаторы линейной поляризации... 130

2.2.3. Магнитометр с интерферометром Фабри-Перо... 131

2.2.4. Водородный магнитометр-спектрополяриметр... 132

2.2.5. Приборы нового поколения, применяемые на 6м телескопе для измерений магнитных полей СР звезд ... 135

2.2.6. Краткий обзор приборов для зеемановских измерений

СР звезд, применяемых в других обсерваториях ... 136

2.2.7. Заключение... 138

2.3. Источники ошибок магнитных измерений... 139

2.3.1. Введение... 139

2.3.2. Инструментальная поляризация телескопа... 140

2.3.3. Инструментальные эффекты, возникающие в анализаторах поляризации... 142

2.3.4. Инструментальные эффекты, возникающие в спектрографах ... 145

2.3.5. Наблюдения стандартных звезд как метод исключения инструментальных ошибок ... 147

2.3.6. Выводы... 159

2.4. Редукция данных и точность измерений магнитных полей . . 160

2.4.1. Введение... 160

2.4.2. Методика обработки спектрополяриметрических наблюдений ... 161

2.4.3. Программы обработки зеемановских спектров... 163

2.4.4. Исследование точности спектрополяриметрических наблюдений, выполненных на ОЗСП и эшелле спектрометре НЭС ... 166

2.5. Заключение... 171

3. Новые магнитные СР звезды 173

3.1. Введение... 173

3.2. Критерии отбора кандидатов в магнитные СР звезды... 175

3.2.1. Звезды с аномальной деталью на 5150 А... 178

3.2.2. Отдельные интересные звезды... 179

3.3. Новые магнитные СР звезды... 182

3.3.1. Вводные замечания ... 182

3.3.2. Результаты поисков новых магнитных звезд... 183

3.4. Исследование эффективности критериев отбора кандидатов в магнитные звезды... 219

3.4.1. Введение... 219

3.4.2. Соотношение между максимальной величиной продольного поля Bextr и средним поверхностным полем Bs . . 221

3.4.3. Соотношение между максимальной величиной продольного поля Bextr и полученной из моделирования величиной поля на полюсе диполя Д*... 222

3.4.4. Соотношение между магнитными полями, предсказываемыми на основании данных среднеполосной фотометрии, и измеренными по зеемановским спектрам... 226

3.5. Выводы... 227

\

4. Исследование зависимости величины и топологии магнитных полей СР звезд от скорости их вращения 229

4.1. Введение... 229

4.2. Магнитные поля медленных ротаторов ... 232

4.2.1. Описание выборки... 232

4.2.2. Магнитные модели медленных ротаторов... 235

4.2.3. Построение корреляции между Ве(ро1аг) и Bs(max) . . 244

4.3. Магнитные поля быстрых ротаторов... 247

4.3.1. Описание выборки... 247

4.3.2. Индивидуальные звезды... 247

4.3.3. Итоги моделирования...т... 261

4.4. Очень быстрые ротаторы (Р < 3 суток) ... 263

4.4.1. Вводные замечания ... 263

4.4.2. HD119213 = CQUMa... 263

4.4.3. HD 18296 = 21 Per ... 266

4.4.4. HD37776... 267

4.5. Исследование вертикальной структуры магнитного поля и стратификации элементов в атмосферах СР звезд... 285

4.5.1. Введение... 285

4.5.2. Постановка задачи... 286

4.5.3. Фотографические измерения радиального градиента магнитного поля, выполненные на 6м телескопе... 288

4.5.4. ПЗС-наблюдепия радиального градиента магнитного поля на 6м телескопе... 292

4.5.5. Магнитное поле по линиям редкозмельных элементов . 297

4.5.6. Исследование стратификации химических элементов . . 301

4.6. Статистический анализ магнитной структуры СР звезд ... 302

4.6.1. Введение... 302

4.6.2. Сравнение моделей магнитных полей звезд, полученных разными способами... 303

4.6.3. Статистическое изучение магнитных моделей... 311

5. Каталог магнитных СР звезд. Исследование общих закономерностей и связей между магнитными полями и другими параметрами МСР звезд 318

5.1. Введение...318

5.2. Каталог магнитных СР звезд...319

5.3. Анализ физических свойств и параметров магнитных СР звезд 327

5.3.1. Общие параметры МСР звезд нашей выборки...327

5.3.2. Группы магнитных СР звезд...328

5.4. Параметры магнитных СР звезд с аномальными линиями гелия335

6

5.4.1. Звезды с усиленными линиями гелия ... 335

5.4.2. Звезды с ослабленными линиями гелия... 336

5.5. Магнитные СР звезды с аномалиями кремния... 340

5.5.1. Звезды с усиленными линиями кремния... 340

5.5.2. Магнитные СР звезды Si+ ... 342

5.6. Магнитные звезды с аномалиями стронция, хрома и европия . 342

5.6.1. Звезды SrCrEu с периодами менее 3.3 суток... 344

5.6.2. Звезды SrCrEu с периодами от 3.3 до 30 суток... 345

5.6.3. Звезды SrCrEu с периодами от более 30 суток... 345

5.6.4. гоАр звезды... 347

5.6.5. Сравнение всех данных с периодом вращения... 347

5.7. Поиски зависимостей от вращения... 349

5.7.1. Статистика... 349

5.7.2. Звезды с наиболее сильными магнитными полями . . . 351

5.8. Заключение... 353

6. Пространственное распределение и кинематика МСР звезд.

Некоторые проблемы происхождения и эволюции 356

6.1. Введение... 356

6.2. Описание выборки... 357

6.3. Пространственное распределение МСР звезд... 357

6.3.1. Реверсивные и нереверсивные звезды... 357

6.3.2. Пространственное распределение магнитных звезд . . . 361

6.4. Движения магнитных звезд... 364

6.5. Пространственно близкие магнитные звезды... 367

Заключение 371

Список литературы 375

Приложение 395



Введение

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Магнетизм — широко распространенное явление в нашей Галактике и за ее пределами. Магнитные поля отвечают за генерацию различного рода вспышек, взрывов и других проявлений нестационарности астрономических объектов, благодаря им космические лучи удерживаются в Галактике. Исследование механизмов генерации и поддержания космических магнитных полей, а также их роли в эволюции звезд и галактик - одно из важнейших направлений исследований в современной астрофизике.

Астрономами были разработаны различные методы изучения магнетизма, получены прямые и надежные доказательства существования как крупномасштабных полей Галактики, так и локальных полей отдельных звезд. Наиболее надежным и эффективным способом изучения является анализ проявлений эффекта Зеемана методами спектрополяриметрии.

Настоящая работа посвящена магнитным полям химически пекулярных (СР) звезд. Это удобные объекты для исследований: они обладают глобальными, общими полями большой интенсивности, достаточно яркие, что позволяет проводить детальные и высокоточные исследования их спектров на крупных телескопах, что, в свою очередь, дает возможность выявлять различные закономерности в процессе взаимодействия плазмы и магнитного поля.

С другой стороны —СР звезды обладают уникальными, парадоксальными свойствами. В то время, как на Солнце и во многих других объектах магнитные поля являются причиной различных взрывов и вспышек, в случае СР звезд они играют стабилизирующую роль: для объяснения химических пекулярностей требуется, чтобы в стабильной, нетурбулентной атмосфере работал механизм диффузии, который может создать за миллионы лет наблюдаемые пятна и другие аномалии химического состава. А обеспечивать стабильность атмосферы должно магнитное поле !!!

Важность исследований звездных магнитных полей в астрофизике под-

черкивается еще и тем, что оборудованием для измерения эффекта Зеемана оснащались все вступающие в строй крупнейшие телескопы мира. Так было в 50-тые и 60-тые годы 20 века (5-м телескоп Паломарской обсерватории и 3-м - Ликской), в 70-тые и 80-тые, когда магнитные наблюдения начались на б-м телескопе САО и 3.6-м в ESO (Чили). В 21 веке зеемановские наблюдения включены в программу работ крупнейших 8м телескопов ESO VLT.

Но, несмотря на более чем полувековую историю исследований магнитных СР звезд, в целом они все еще остаются плохо понимаемыми объектами. В первую очередь — не решена проблема происхождения их крупномасштабных полей. Теоретиками предложены различные варианты, но наиболее разработанными являются две конкурирующие гипотезы: 1) магнитное поле реликтовое, оно образовалось вместе со звездой из межзвездной среды; 2) в конвективном ядре СР звезд работает механизм динамо, сгенерированное там поле выносится на поверхность и становится наблюдаемым.

Для решения проблемы происхождения важное значение имеет прояснение вопроса: существует ли какая-нибудь связь между магнитными полями отдельных звезд и крупномасштабным полем Галактики ? Положительный ответ на него может оказаться весомым аргументом в пользу реликтовой теории, в то же время трудно ожидать указанных связей в случае генерации поля механизмом динамо.

Ранее этот вопрос и не мог быть решаемым, так как того малого количества СР звезд с измеренными полями было явно недостаточно для статистических исследований. Кроме того, практически все известные тогда магнитные звезды были ближайшими соседями Солнца, поэтому поиски связи со структурой Галактики были бы преждевременными. Возникла настоятельная необходимость поисков большого количества удаленных магнитных звезд, особенно в различных скоплениях.

Для ответа на второй важнейший вопрос—существует ли зависимость параметров магнитных полей (величины, топологии, пространственной ориентации и др.) от фундаментальных параметров СР звезд (массы, температуры, скорости вращения, возраста) и места расположения в Галактике — необходимо получить тщательно прописанные магнитные кривые для большой выборки объектов. Наблюдаемые проявления результатов работы альтернативных механизмов образования магнитных полей различаются, что позволяет сделать выбор между ними.

Таким образом, мы формулируем новое научное направление - Исследование картины образования и эволюции магнитных полей СР звезд путем наблюдательной проверки внешних проявлений работы альтернативных механизмов (динамо или реликтового) в виде зависимости величины и структуры магнитного поля от фундаментаментальных параметров указанных объ-

ектов и их пространственного распределения. Цель работы.

Основная цель работы - выяснение механизмов образования магнитных полей СР звезд и их дальнейшей эволюции. Для ее достижения необходимо решить несколько задач.

• Разработать и внедрить на 6м телескопе однородную методику наблюдений и последующей редукции данных, позволяющую получать длительные ряды измерений магнитных полей звезд в единой системе, независимо от применяемых спектрографов и светоприемной аппаратуры. Для сравнения полученных данных с результатами других авторов, что особенно важно при измерениях магнитных полей очень медленных ротаторов, необходимо, чтобы наша система совпадала с международной и сохраняла стабильность на протяжении десятилетий.

• Найти критерии, позволяющие эффективно выделять потенциальных кандидатов в магнитные звезды. На обычных спектрах, получаемых в обзорных работах, проявления магнитного поля практически не видны. Наблюдения всех СР звезд подряд с целью поиска у них магнитных полей неэффективны и нецелесообразны из-за нереально больших затрат наблюдательного времени. В качестве исходных данных предполагается использовать данные об аномалиях в распределении энергии в континууме СР звезд.

• Провести комплексные наблюдения предварительно отобранных нами СР звезд с целью обнаружения магнитных полей, выполнить мониторинг наиболее интересных из них для построения кривых изменений поля с фазой периода вращения. Особое внимание следует уделить СР звездам - членам различных скоплений и ассоциаций. Провести исследование топологии и величины магнитного поля СР звезд с известными периодами вращения с целью поиска связей между этими параметрами. Для решения такой задачи необходимо построить кривые изменения продольного (Ве) и, если возможно, поверхностного поля (Bs) с фазой вращения: от самых коротких периодов (Р=0.5 сут) до самих длинных (годы и десятилетия). Систематическое выполнение такой задачи, особенно для звезд с периодом вращения более 1 года, требует длительных, однородных рядов наблюдений, что очень трудно сделать на больших телескопах, поэтому неизбежно проведения кооперативных работ.

• Свести в единую систему наши и все доступные в литературе оригинальные (часто разрозненные и подверженные влиянию различных инструментальных эффектов) наблюдения, оценить точность и достоверность каждого из них, отсеять ненадежные результаты. Составить каталог магнитных СР звезд - приемлемый для статистических исследований источник сведений о магнитных полях и других параметрах СР звезд.

• Сопоставить полученные нами параметры магнитных полей СР звезд, имеющих разные возраста, массы, температуры и скорости вращения с предсказываемыми теорией соотношениями между этими величинами, проявляющимися вследствие работы тех или иных механизмов образования и эволюции магнетизма СР звезд.

Научная новизна работы.

Впервые проведены систематические поиски новых магнитных СР звезд среди объектов с большими аномалиями в распределении энергии в континууме. Значимый сигнал поля зарегистрировпервые впервые у 51 СР звезды, еще у 10 получено его подтверждение. Мы нашли корреляцию между величиной фотометрических индексов, характеризующих степень аномальности континуума, и магнитным полем слабой. Нами показано, что использование данных фотометрии эффективно для поисков новых магнитных звезд, однако заменять ими прямые зеемановские измерения не следует. Для объяснения указанной корреляции предлагается механизм магнитной интенсификации спектральных линий.

Впервые предложена методика и выполнены спектрополяриметричес-кие наблюдения в области бальмеровского скачка с целью поиска вертикального градиента магнитного поля в атмосферах СР звезд. Линии, расположенные по разные стороны от скачка, образуются на различных оптических глубинах, поэтому измеряя их магнитное смещение можно получить сведения о распределении поля с высотой в атмосфере звезды. Нами впервые получены зеемановские спектры в нестандартной для магнитных измерений области 3300-4000 А. Указанный материал является уникальным и не имеет аналогов в мире: области до и после скачка регистрируются одновременно, что позволяет исключить инструментальные эффекты и повысить точность наблюдений. Мы впервые нашли увеличение поля с глубиной с измеримым градиентом у магнитной звезды a2CVn, что указывает на существенной отличие его глобальной структуры от дипольной.

• Впервые поставлена задача и проведены систематические исследования магнитных полей у СР звезд, имеющих разные периоды вращения. Мы проанализировали 90 магнитных кривых (из них 19 нами построено впервые) с целью поиска связи между топологией поля и скоростью вращения. В частности, впервые получены зеемановские спектры уникальной СР звезды HD 37776, анализ которых позволил прямо установить существование у нее магнитного поля сложной структуры и величиной более 70 кГс на поверхности. Магнитные поля звезд с периодом вращения более 1 года слабее, чем у более быстрых ротаторов, а наибольшими полями обладают объекты с периодами вращения от 5 до 10 сут. Все СР звезды с явно несинусоидальнымы магнитными кривыми являются быстрыми ротаторами. Впервые показано, что контраст между величиной поверхностного поля на магнитных полюсах и экваторе для быстрых ротаторов больше дипольного, а для медленных - меньше.

• Впервые найдено, что фотометрический индекс Аа, связанный с глубиной депрессии континуума на 5200 А, увеличивается с ростом периода вращения (в интервале температур 8000-11000 К), таким образом, степень аномальности континуума сильнее для медленных ротаторов.

• Впервые получены указания на то, что некоторые пространственно близко расположенные звезды имеют сходные ориентации магнитых диполей в пространстве. Впервые найдено различие в знаках продольной компоненты поля магнитных звезд, расположенных в направлении локального спирального рукава Галактики и перпендикулярном ему.

Научная и практическая ценность работы.

В ходе выполнения диссертационной работы на бм телескопе получен большой наблюдательный материал: около 2000 зеемановских спектров и поляриметрических измерений более 100 СР звезд, что составляет примерно 30% от всех магнитных измерений этих объектов, проведенных в мире за последние 25 лет. По своему качеству и точностным характеристикам он соответствует общепринятым стандартам и может быть использован как для определения магнитных полей, так и для исследований химического состава и других параметров СР звезд.

Мы разработали и применили на практике методику проведения наблюдений, их калибровки и привязки к международной системе, ее можно использовать в других обсерваториях в работах по изучению звездного магнетизма. Созданью нами программы для извлечения и обработки зеемановских спектров, полученных на б-м телескопе, могут быть применены при анализе данных с других инструментов.

Наши измерения постоянно включаются в различные базы данных, широко цитируются, используются как в различных кооперативных работах (например, при исследованиях вековой переменности магнитного поля), так и при построении магнитных моделей отдельных СР звезд. Результаты нашего статистического анализа могут служить наблюдательной основой при изучении механизмов образования и эволюции СР звезд.

Полученные в диссертации результаты могут быть использованы во всех научных учреждениях России, в которых ведутся исследования магнитных полей звезд и исследования звездных атмосфер: САО РАН, ГАО РАН, ИНА-САН, ГАИШ МГУ, кафедрах астрономии университетов Санкт-Петербурга и Казани, а также зарубежных обсерваториях и университетах.

На защиту выносятся.

• Наблюдательный материал (более 2000 зеемановских спектров), полученный на 6-м телескопе, и результаты его обработки; методика калибровки и стандартизации данных, обеспечившая стабильность системы магнитных измерений САО, независимо от вида применяемых светоп-риемников, на протяжении 25 лет, и ее соответствие международной.

• Результаты поисков новых магнитных СР звезд: первое обнаружение поля у 51 объекта и достоверное его подтверждение у 10 звезд, заподозренных ранее в качестве магнитных. Корреляция между степенью аномальности распределения энергии в континууме и величиной магнитного поля на поверхности СР звезд найдена слабой.

• Результаты исследований тонкой структуры магнитных полей нескольких СР звезд, прямо указывающие на их сложную топологию. Наблюдения зеемановских спектров быстровращающейся гелиевой звезды HD 37776 дали неопровержимые доказательства существования у нее рекордно сильного для невырожденных звезд магнитного поля сложной, недипольной структуры, величиной до 70 кГс на поверхности. Обнаружена связь между расположением аномалий химсостава и и топологией магнитного поля. Вывод о существовании измеримого вертикального градиента поля в атмосфере СР звезды a2CVn, полученный из анализа Зееман-эффекта в линиях, образующихся на разной глубине в атмосфере, свидетельствующий о его сложной структуре.

• Результаты исследований параметров магнитных полей СР звезд в зависимости от скорости их вращения, магнитные кривые для 19 объектов. Найдено, что среди звезд с известными периодами медленные ротаторы не обладают сильными полями, сложная структура наблюдается преимущественно у быстрых ротаторов, наибольшей величины эффективное магнитное поля достигает у СР звезд с периодом вращения от 5 до 10 суток.

• Каталог магнитных СР звезд, содержащий сведения о 240 объектах с надежно измеренными полями, и результаты его исследования. Найдены соотношения между скоростью вращения, температурой и магнитным полем для различных групп СР звезд. Показано, что внутри достаточно узких температурных интервалов фотометрические индексы, описывающие степень аномальности распределения энергии в континууме, растут с увеличением периода вращения в каждом из них.

• Результаты исследований пространственного распределения и кинематики магнитных СР звезд. Обнаружены различия в распределении реверсивных (меняющих знак продольной компоненты поля) и нереверсивных магнитных звезд: 1) доля нереверсивных среди звезд-членов скоплений в два раза выше, чем среди звезд поля; 2) их распределение в направлениях вдоль и поперек спирального рукава Галактики значимо различаются.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Диссертация состоит из Введения, 6 Глав, Заключения и Приложения.

Во Введении рассмотрены актуальность проблемы, приведены цели работы, научная новизна и практическая ценность полученных при ее выполнении результатов, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приведен список основных публикаций по результатам, полученным в диссертации, указан личный вклад автора. Приведено краткое содержание и сведения об аппробации работы.

Глава 1. Обзор литературы. Магнитные поля СР звезд: методы диагностики и результаты изммерений .

Глава представляет собой обзор литературы. Приводится описание современного состояния проблемы. Особое внимание уделено работам российских ученых. Первый параграф - это Введение. Во втором рассматривается начальный период исследований звездного магнетизма, в частности, история обнаружения поля па Солнце и звездах. Показано, что существенные новые достижения в области исследований звездного магнетизма всегда были связаны с внедрением новых методов наблюдений и анализа данных.

В третьем изложены основные положения теории эффекта Зеемана, рассмотрены различные механизмы возникновения поляризации излучения астрономических объектов и основы теории переноса поляризованного излучения, дано определение параметров Стокса.

В параграфе 4 обсуждаются методы диагностики магнитных полей. Рассмотрены возможности измерения эффекта Зеемана у звезд разных типов, проведено исследование различных методов: неполяриметрических (для анализа холодных звезд с полями пятенной структуры), позиционных и поляризационных (для анализа продольной компоненты и поверхностного поля). Изложены также корреляционные методы циркулярной и линейной поляриметрии, позволяющие эффективно "выделять" слабые сигналы в шумах и обнаруживать очень слабые магнитные поля, широкополосной линейной поляриметрии (для обнаружения поперечного Зееман-эффекта), а также Допплер-Зеемановского картирования, позволяющие проводить реконструкцию магнитного поля на поверхности звезды. Оценена точность каждого способа, приведены рекомендации по наиболее целесообразному и эффективному использованию каждого из них для тех или иных целей.

В пятом приведен обзор общих характеристик химически пекулярных звезд. Рассмотрены способы выделения и классификации, частота встречаемости, методы анализа разных параметров. Приведены сведения о вращении, двойственности, различных видах переменности, а также о фундаментальных параметрах (массы, радиусы, температуры) и эволюционном статусе. Продемонстрированы различия между СР звездами разных типов (не-магнитнымы холодными Am и типа Л Boo, магнитными Ар и Вр, ртутно-марганцевыми и звездами с аномальными линиями гелия).

В параграфе 6 даны определения основных измеряемых параметров: эффективного, продольного, поверхностного и квадратичного магнитных полей. Приведены основные результаты измерений, отмечены группы исследователей, внесшие наибольший вклад в изучение магнетизма СР звезд. Проведен анализ данных, полученных на разных телескопах, в частности показано, что результаты, полученные на 6м телескопе САО РАН, соответствуют международным стандартам. Рассмотрены свойства магнитных полей СР звезд: геометрическая структура, распределение полей по величине, зависимость от вращения и других фундаментальных параметров, проблемы возникновения и эволюции, взаимодействие с окружающей средой.

В седьмом параграфе анализируется физика процессов формирования магнитных полей и их эволюции. Проведен обзор различных механизмов, показано, что наиболее разработаны: 1) реликтовая теория, в которой поле формируется из межзвездной среды вместе со звездой, и 2) альтернативная - динамо в ядре, в которой магнитное поле непрерывно генерируется в конвективном ядре звезды, а затем всплывает на поверхность. Здесь же рассмотрена возможная связь магнитных полей СР звезд с полями белых карликов и нейтронных звезд.

Глава 2. Приборы и методика наблюдений, редукции и анализа магнитных полей на 6-м телескопе .

В первом параграфе приведено краткое введение. В параграфе 2 описаны приборы, с помощью которых был получен наблюдательный материал, использованный в диссертации: ахроматические анализаторы круговой поляризации, магнитометр с интерферометром Фабри-Перо, водородный магнитометр, а также приборы нового поколения. Дан краткий обзор приборов, применяемых в других обсерваториях для измерений магнитных полей звезд. Подробно рассмотрена процедура позиционных измерений зеема-новских спектров и фотоэлектрических измерений круговой поляризации в крыльях водородных линий и линий металлов, а также 4 параметров Стокса (как в континууме, так и в линиях).

В третьем параграфе рассмотрены основные источники ошибок магнитных измерений: инструментальная поляризациия 6м телескопа, неточности изготовления и юстировки анализатора поляризации, эффекты, возникающие при прохождении света через спектрограф и детектор. Описаны различные способы их учета и устранения. Нами предложен и реализован метод исключения инструментальных ошибок, основанный на наблюдениях хорошо изученных немагнитных и магнитных звезд. Приведены кривые продольной компоненты поля Ве для 5 звезд, принятых в качестве стандартных.

В четвертом демонстрируется методика редукции данных и точность измерений магнитных полей. Описаны используемые нами программы обработки зеемановских спектров, показаны их возможности и эффективность. Проведено исследование точности спектрополяриметрических наблюдений. Показано, что при стандартных современных условиях наблюдений на Основном звездном спектрографе (ОЗСП) БТА достигается точность 30 — 40 Гс, а на эшелле-спектрометре НЭС - порядка 10 Гс.

В параграфе 5 приведено краткое заключение, в котором указано, что созданная в обсерватории инструментальная база и аппарат обработки позволяют получать высококачественные наблюдения магнитных звезд, соответствующие мировому уровню по точности и другим параметрам.

Глава 3. Новые магнитные СР звезды

Глава посвящена методике отбора кандидатов, наблюдениям и результатам поисков новых магнитных звезд. В первом параграфе приведено краткое введение в проблему.

Во втором рассмотрены критерии отбора кандидатов в магнитные СР звезды, основанные на данных среднеполосной фотометрии. Для поисков магнитных среди кремниевых звезд наиболее эффективно используется z-параметр женевской системы или параметр Да Майтцена, а среди более холодных SrCrEu звезд - другой индикатор - интенсивность детали на длине волны 5150 А. Все вышеупомянутые критерии базируются на аномальной депрессии в непрерывном спектре на 5200 А. Рассматриваются также и отдельные интересные звезды, у которых магнитные поле искалось на основании других соображений.

В параграфе 3 приведены таблицы измерений и комментарии к ним для 61 СР звезды, положительный сигнал от продольной компоненты поля которых нами определен впервые. Подробные сведения о каждом объекте с указанием литературных источников приведены в Приложении.

В четвертом выполнено исследование эффективности критериев отбора кандидатов в магнитные звезды. Для объектов с измеренными продольными и поверхностными полями мы получили хорошую корреляцию (г=0.83) между поверхностным полем В8 и максимальной величиной продольного поля Д., что позволяет использовать последнюю величину в качестве реального индикатора поля на поверхности. Корреляция между магнитными полями, предсказываемыми на основании данных среднеполосной фоометрии и измеренным по зеемановским спектрам оказалась очень слабой. Это свидетельствует о том, что применение фотометрических критериев эффективно для поисков новых магнитных звезд, однако заменять ими прямые измерения зеемановских спектров не следует.

В параграфе 5 сделан вывод,что применяемая методика поиска является эффективной, она позволила нам обнаружить примерно 40-50 % всех новых магнитных звезд, найденных в мире за последние 25 лет. Для объяснения результатов наблюдений предлагается механизм магнитной интенсификации и поляризации спектральных линий.

Глава 4. Исследование зависимости величины и топологии магнитных полей СР звезд от скорости их вращения.

В Главе исследованы связи между магнитным полем и фундаментальными параметрами СР звезд. Так как эти объекты находятся в узком интервале масс и температур, но имеют очень разные периоды (от долей суток до десятков лет), мы сочли целесообразным искать в первую очередь зависимость от скорости вращения.

В первом параграфе приведено краткое введение. Во втором рассмотрены медленные ротаторы - СР звезды с периодами вращения более 25 сут. Как правило, для них имеются как измерения продольной компоненты поля Ве, выполненные по зеемановским сдвигам линий, так и поверхностного поля Вa - по расщепленным компонентам (в случае, когда Bs больше 2 кГс). Этих данных достаточно для построения магнитной модели. Мы показываем, что для медленных ротаторов ось вращения и магнитная почти колинеарны. Отдельный интерес представляют очень медленные ротаторы - СР звезды с периодом вращения более 300 суток. В результате кооперативных работ, выполненных с нашим участием, за последние 15 лет существенно (с 5 до 16) увеличен список таких объектов. Мы показали, то среди них звезд с нет магнитным полем Ве более 3.3 кГс.

В третьем параграфе рассмотрены объекты с периодами вращения от 3 до 25 суток. Магнитные модели таких звезд, в зависимости от величины Vsini, могут быть построены как методом Допплер-Зеемановского картирования, так и способом, описанным выше. Для некоторых из них, обладающих сильными полями, применимы оба варианта. Мы рассмотрели магнитные модели около 20 объектов. Для большинства из них магнитная ось перпендикулярна к оси вращения (подтверждая результат Ландстрита и Матиса), величины полей достигают наибольших значений среди всех СР звезд.

В параграфе 4 исследуются быстрые магнитные ротаторы - СР звезды с периодом вращения менее 3-х суток. Магнитные модели этих объектов, за редким исключением, могут быть получены только на основании анализа поляризованных профилей линий методом Допплер-Зеемановского картирования. Мы провели наблюдения и построили модели нескольких объектов, при этом особое внимание уделено быстровращающейся (Р = 1.5 сут.) звезде с усиленными линиями гелия HD 37776. На основании измерений более чем 50 зеемановских спектров, равномерно распределенных по фазе периода вращения, мы нашли прямые доказательства существования очень сильного (величиной до 70 кГс) магнитного поля сложной структуры на ее поверхности. В спектре HD 37776 видны расщепленные зеемановские компоненты. Разными группами с участием автора было проведено моделирование поля. Ни одна из полученных моделей не может быть признана удовлетворительной в достаточной степени, однако сильное поле необходимо во всех из них. Найдены закономерности в распределении гелия и кремния по поверхности звезды в зависимости от направления силовых линий магнитного поля.

Пятый параграф посвящен исследованиям вертикальной структуры магнитного поля и стратификации элементов в атмосферах СР звезд. Мы впервые получили высококачественный наблюдательный материал: зеемановские спектры с ахроматическим анализатором поляризации в области бальмеров-ского скачка. Линии до и после скачка образуются на разных уровнях по высоте в атмосфере, поэтому появляется возможность выполнить исследование ее вертикальной структуры. Подробно рассмотрены наблюдениях нескольких магнитных звезд, выполненных с фазой периода вращения на 6м телескопе на протяжении 20 лет. Показано, что по крайней мере для двух из них измеряется градиент поля значительно больше дипольного, свидетельст-
Список литературы .
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 23123.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.