Исследование быстрой переменности карликовой новой SS Cyg при разных уровнях блеска

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Выполнены наблюдения карликовой новой SS Cyg в период 2019–2021 гг. при разных значениях блеска (V ~ 10–12m) как на стадии падения потока излучения после максимума вспышки, так и в спокойном состоянии между вспышками в фильтрах Rc (~8650 наблюдений, 3 сета), и V (~50 000 точек, 22 сета). Значение орбитального периода системы в современную эпоху (Porb = 0.27408(2)d), использованное в данном исследовании, меньше на 0.4% по сравнению с тем значением, что было получено более четверти века назад (1983–1996 гг.). Временно́е разрешение между двумя последовательными измерениями составило 6–14 с в зависимости от используемой аппаратуры. Обширная база новых наблюдательных данных позволила провести количественный анализ наблюдений и сделать выводы относительно характеристик аккреционных структур в различные моменты вспышечного цикла системы. Анализ данных после учета орбитальной переменности и иных трендов, связанных с изменением потока излучения системы за ночь, показал присутствие циклических колебаний блеска, обычно 4–10 событий за орбитальный цикл — мерцания блеска или фликкеринг. Для большинства рядов наблюдений методом Лафлера-Кинмана определено такое значение периода колебаний, при котором свертка наблюдений с ним показывала одиночную волну. Полученные значения характерных времен фликкеринга и их амплитуд показывают зависимость от среднего уровня блеска системы: с ростом светимости обе эти величины уменьшались. Из соотношений размеров компонентов SS Cyg было показано, что источник фликкеринга расположен в районе взаимодействия газового потока с околодисковым гало: только эта область в системе SS Cyg с параметрами (q, i, Rd), определенными авторами ранее, может затмеваться при больших радиусах диска и хорошо видна во всех остальных орбитальных фазах системы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. С. Хрузина

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга (ГАИШ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: kts@sai.msu.ru
Россия, Москва

И. Б. Волошина

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга (ГАИШ)

Email: vib@sai.msu.ru
Россия, Москва

В. Г. Метлов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга (ГАИШ); Крымская астрономическая станция ГАИШ МГУ

Email: kts@sai.msu.ru
Россия, Москва; Научный

Список литературы

  1. G. Fabbiano, L. Hartmann, J. Raymond, J. Steiner, G. Branduardi-Raymont, and T. Matilsky, 243, 911 (1981).
  2. F. Giovannelli and L. Sabau-Graziati, Mem. Soc. Astron. Ital. 70(3–4), 987 (1999).
  3. G.T. Bathand and J.E. Pringle, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 194, 967 (1981).
  4. Y. Osaki, Publ. Astron. Soc. Pacific 26, 429 (1974).
  5. F. Meyer and E. Meyer-Hofmeister, Astron. and Astrophys. 104, 10 (1981).
  6. J.K. Cannizzo, P. Grosh, and J.C. Wheeller, 260, 83 (1982).
  7. R. Hoshi, Publ. Astron. Soc. Japan 36, 785 (1984).
  8. F. Giovannelli and I. G. Martinez-Pais, Space Sci. Rev. 56, 313 (1991).
  9. S. Scaringi, arXiv:1311.6814 [astro-ph.GA] (2013).
  10. A. Bruch, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 503(1), 953 (2021).
  11. I.J. Lima, C.V. Rodrigues, C.E. Ferreira Lopes, P. Szkody, et al., arXiv:2103.02007 [astro-ph.SR] (2021).
  12. J.I. Gonzalez Hernandez, R. Rebolo, and J. Casares, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 438, L21 (2014).
  13. D.M. Russell, T. Shahbaz, F. Lewis, and E. Gallo, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 463, 2680 (2016).
  14. A. Bruch, Astron. and Astrophys. 359, 998 (2000).
  15. A. Bortoletto and R. Baptista, Revista Mexicana Astron. Astrof. 20, 247 (2004).
  16. T. Shahbaz, R.I. Hynes, P.A. Charles, C. Zurita, J. Casares, C. A. Haswell, S. Araujo-Betancor, and C. Powell, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 354, 31 (2004).
  17. R.I. Hynes, P.A. Charles, J. Casares, C.A. Haswell, C. Zurita, and T. Shahbaz, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 340, 447 (2003).
  18. D.M. Russell and R.P. Fender, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 387, 713 (2008).
  19. R. Baptista, B. Borges, V. Kolokotronis, O. Giannakis, and C. J. Papadimitriou, arXiv:1105.1382 [astro-ph.SR] (2011).
  20. P. Szkody, 192, L75 (1974).
  21. R.J. Stover, Proc. of the Colloq. White dwarfs and variable degenerate stars (New York: University of Rochester, 1979), p. 489.
  22. M.F. Walker, 248, 256 (1981).
  23. P. Szkody, 207, 824 (1976).
  24. P. Szkody, 217, 140 (1977).
  25. A.V. Holm and J.C. Gallagher, 192, 425 (1974).
  26. S. Rappaport, W. Cash, R. Doxsey, J. McClintock, and G. Moore, 187, 5 (1974).
  27. I.D. Howarth, J. Brit. Astron. Assoc. 88, 458 (1978).
  28. G.T. Bath and J. van Paradijs, Nature 305, 33 (1983).
  29. J.K. Cannizzo and J.A. Mattei, 401, 642 (1992).
  30. J.K. Cannizzo, 419, 318 (1993).
  31. A.H. Joy, 124, 317 (1956).
  32. J. Echevarria, F. Diego, M. Tapia, R. Costero, E. Ruiz, L. Salas, L. Gutierrez, and R. Enriquez, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 240, 975 (1989).
  33. F.V. Hessman, E.L. Robinson, R.E. Nather, and E.-H. Zhang, 286, 747 (1984).
  34. W.B. Honey, G.T. Bath, P.A. Charles, R. Whitehurst, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 236, 727 (1989).
  35. A.L. Kiplinger, Astron. J. 84, 655 (1979).
  36. I.B. Voloshina and V.M. Lyutyi, Soviet. Astron. Letters 9, 319 (1983).
  37. И.Б. Волошина, Письма в Астрон. журн. 12, 219 (1986).
  38. A. Bruch, Acta Astronomica 40, 369 (1990).
  39. F. Giovannelli, I. G. Martinez-Pais, S. Gaudenzi, R. Lombardi, C. Rossi, and R. U. Claudi, Astrophys. Space Sci. 169, 125 (1990).
  40. G. Grant, 122, 566 (1955).
  41. M.C. Zuckermann, Ann. Astrophys. 24, 431 (1961).
  42. И.Б. Волошина, В.М. Лютый, Астрон. журн. 70, 61 (1993).
  43. И.Б. Волошина, Т.С. Хрузина, Астрон. журн. 77(2), 109 (2000).
  44. Т.С. Хрузина, Астрон. журн. 68(6), 1211 (1991).
  45. C.A. Hill, R.C. Smith, L. Hebb, and P. Szkody, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 472(3), 2937 (2017).
  46. Т.С. Хрузина, И.Б. Волошина, В.Г. Метлов, Астрон. журн. 93(11), 942 (2016).
  47. Т.С. Хрузина, И.Б. Волошина, Ш. Цянь, В.Г. Метлов, Астрон. журн. 95(1), 35 (2018).
  48. Т.С. Хрузина, И.Б. Волошина, Ш. Цянь, М. Вольф, В.Г. Метлов, Астрон. журн. 96(7), 570 (2019).
  49. A. Barbara, Misulski Archive for Space Telescopes (MAST), https://archive.stsci.edu/ .
  50. G.R. Ricker, J.N. Winn, R. Vanderspek, D.W. Latham, et al., Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), J. Astron. Telescopes, Instruments, and Systems 1, id. 014003 (2015).
  51. H. Negoro, T. Mihara, K. Kobayashi, M. Nakajima, et al., Astron. Telegram № 13744 (2020).
  52. M. Kimura, S. Yamada, N. Nakaniwa, Y. Makita, et al., Publ. Astron. Soc. Japan 73(5), 1262 (2021), arXiv:2106.15756 [astro-ph.SR].
  53. A.P. Cowley, D. Crapmton, and J.B. Hutchings, 241, 269 (1980).
  54. Т.С. Хрузина, Астрон. журн. 88(5), 463 (2011).
  55. Д.В. Бисикало, А.А. Боярчук, О.А. Кузнецов, В.М. Чечеткин, Астрон. журн. 74(6), 880 (1997).
  56. Д.В. Бисикало, А.А. Боярчук, О.А. Кузнецов, Т.С. Хрузина, А.М. Черепащук, В.М. Чечеткин, Астрон. журн. 75(1), 40 (1998).
  57. D.V. Bisikalo, A.A. Boyarchuk, V.M. Chechetkin, and D. Molteni, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 390, 39 (1998).
  58. Д.В. Бисикало, А.А. Боярчук, П.В. Кайгородов, О.А. Кузнецов, Астрон. журн. 80, 879 (2003).
  59. M. Makita, K. Miyawaki, and T. Matsuda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 316, 906 (2000).
  60. D.A. Kononov, F. Giovannelli, I. Bruni, and D.V. Bisikalo, Astron. and Astrophys. 538, id. A94 (2012).
  61. K. Sawada and T. Matsuda, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 255, 17P (1992).
  62. Z. Kopal, Close Binary Systems (London: Chapman and Hall, 1959).
  63. B. Warner, Cataclysmic variables (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Периодограммы наблюдений в фильтре Rc (верхняя панель) и V (нижняя панель). Стрелкой показана частота ранее определенного орбитального периода (P = 0.2751302d),  = 3.6346 сут–1 [42]. F — параметр в методе Лафлер-Кинмана, аналогичный мощности спектра Фурье.

Скачать (111KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Свертка отклонений блеска SS Cyg от среднего значения за ночь Rc и V в наблюдательных сетах с эфемеридами (2) в фильтрах Rc (верхняя панель) (JD 245 8655 — красные, JD 245 8656 — синие, JD 245 8658 — зеленые точки) и V (нижняя панель), здесь цветовые обозначения не использовались из-за большого количества наблюдений, n ~ 50 000). Черная кривая (на верхнем рисунке) и желтая (на нижнем) представляют собой средние кривые отклонений, построенные по соответствующим объединенным данным с шагом 0.01 по орбитальной фазе (табл. 3).

Скачать (71KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение наблюдений SS Cyg по времени: (а) в фильтре Rc; (б) в фильтре V, цветной прямоугольник показывает область наблюдения системы обсерваторией TESS, представленные на рисунке (в), потоки излучения здесь даны в произвольных единицах.

Скачать (53KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Вспышечные V-кривые блеска карликовой новой SS Cyg по данным AAVSO в июне 2019 г. (a) и ноябре 2019 г. (б). Стрелками отмечены моменты наших наблюдений.

Скачать (38KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Наблюдаемые кривые блеска SS Cyg, свернутые с эфемеридами (2) в июньском (а) и ноябрьском (б) сезонах 2019 г. Цифрами возле кривых указаны номера сетов согласно табл. 2: 1 — 20.06.2019 (JD 8655), 2 — 21.06.2019 (JD 8656), 3 — 23.06.2019 (JD 8658), 4 — 25.06.2019 (JD 8660), 5 — 26.06.2019 (JD 8661), 6 — 27.06.2019 (JD 8662), 7 — 08.11.2019 (JD 8796), 8 — 10.11.2019 (JD 8798), 9 — 12.11.2019 (JD 8800).

Скачать (111KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Вспышечные кривые блеска карликовой новой SS Cyg по данным AAVSO в мае 2020 г. (a). Стрелками отмечены моменты наших наблюдений. Штриховой линией со стрелкой показан момент майской рентгеновской вспышки, наблюдавшейся в системе с 27 апреля по 6 мая 2020 г. (JD 8967– 8976). Справа (б) — кривые блеска SS Cyg в мае 2020 г., свернутые с эфемеридами (2). Цифрами возле кривых указаны номера сетов согласно табл. 2: 10 — 18.05.2020 (JD 8988), 11 — 23.05.2020 (JD 8993), 12 — 31.05.2020 (JD 9001).

Скачать (55KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Вспышечные кривые блеска SS Cyg по данным AAVSO в сентябре-ноябре 2020 г. (a). Стрелками отмечены моменты наших наблюдений. На нижней панели (б) приведены кривые блеска системы в этот период времени, свернутые с эфемеридами (2). Цифрами возле кривых указаны номера сетов согласно табл. 2: 13 — 01.09.2020 (JD 9094), 14 — 02.09.2020 (JD 9095), 15 — 02.10.2020 (JD 9125), 16 — 27.10.2020 (JD 9150), 17 — 11.11.2020 (JD 9165), 18 — 19.11.2020 (JD 9173), 19 — 02.01.2021 (JD 9217).

Скачать (101KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Вспышечные кривые блеска SS Cyg по данным AAVSO в сентябре-октябре 2021 г. (вверху). Стрелками отмечены моменты наших наблюдений. Внизу — кривые блеска системы в этот период времени, свернутые с эфемеридами (2). Цифрами возле кривых указаны номера сетов согласно табл. 2: 20 — 06.09.2021 (JD 9464), 21 — 07.09.2021 (JD 9465), 22 — 20.10.2021 (JD 9508), 23 — 21.10.2021 (JD 9509), 24 — 22.10.2021 (JD 9510), 25 — 26.10.2021 (JD 9514).

Скачать (114KB)
Метаданные
10. Рис. 9. а) Зависимость от времени отклонений данных Rc, полученных в сете JD 8655, от средней орбитальной кривой блеска (табл. 3), сплошной (оранжевой) линией показана вторичная волна mdef(t). Результат ее вычитания из наблюдений Rc — остаточные отклонения, ′Rc(t), приведен на панели (б); на верхней оси панелей (a) и (б) указаны орбитальные фазы наблюдений согласно (2); в) спектр мощности для приведенных на (б) остаточных отклонений, полученный по методу Лафлера-Кинмана; г) свертка остаточных отклонений ′Rc c периодом P = 0.0335301d ( = 29.8239 сут–1), начальная эпоха произвольна.

Скачать (93KB)
Метаданные
11. Рис. 10. То же, что на рис. 9, для наблюдений в сете JD 8656. Свертка остаточных отклонений на панели (г) выполнена c периодом 0.037137d ( = 26.9273 сут–1), начальная эпоха произвольна.

Скачать (87KB)
Метаданные
12. Рис. 11. То же, что на рис. 9, для наблюдений в сете JD 8658. Свертка остаточных отклонений на панели (г) выполнена c периодом 0.040656d ( = 24.5966 сут–1), начальная эпоха произвольна.

Скачать (97KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Вверху — зависимость от времени остаточных отклонений ′V(t), полученных путем вычитания вторичной волны из данных V (аналог рис. 10 (б)), в центре — спектр мощности для этих остаточных отклонений и внизу — свертка ′V() c полученным периодом (указаны на рисунках) для трех сетов июньской вспышки 2019 г.

Скачать (131KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Зависимости характерного времени фликкеринга P′ (а) и их полной амплитуды A′ (б) от среднего за ночь уровня блеска системы m на ниспадающей ветви вспышки в SS Cyg в июне 2019 г. (JD 8655–8662, см. рис. 4 (а)).

Скачать (40KB)
Метаданные
15. Рис. 14. То же, что на рис. 12, для трех сетов, полученных в конце ноябрьской вспышки 2019 г.

Скачать (122KB)
Метаданные
16. Рис. 15. То же, что на рис. 13, для наблюдений на ниспадающей ветви вспышки SS Cyg в ноябре 2019 г. вблизи ее минимума (см. рис. 4 (б)).

Скачать (35KB)
Метаданные
17. Рис. 16. То же, что на рис. 12, для трех сетов, полученных в ходе майской вспышки 2020 г.

Скачать (110KB)
Метаданные
18. Рис. 17. То же, что на рис. 13, для наблюдений на ниспадающей ветви вспышечной кривой SS Cyg во время майской вспышки 2020 г. (см. рис. 6а) для сетов, полученных вблизи максимума блеска, в середине ниспадающего крыла и минимуме блеска после окончания вспышки.

Скачать (44KB)
Метаданные
19. Рис. 18. То же, что на рис. 12, для шести сетов, полученных в периоды минимального блеска между короткими осенними вспышками 2020 г. (см. рис. 7 (a)).

Скачать (224KB)
Метаданные
20. Рис. 19. То же, что на рис. 12, для короткого сета наблюдений JD 9217, полученного перед максимумом вспышки SS Cyg в январе 2021 г. (см. рис. 7 (a)). Свертка остаточных отклонений на панели (внизу) выполнена c периодом 0.009734d ( = 102.7327 сут–1), начальная эпоха произвольна.

Скачать (61KB)
Метаданные
21. Рис. 20. То же, что на рис. 13, для сетов на ниспадающей ветви вспышечной кривой SS Cyg осенью 2020 г. (см. рис. 7 (а)).

Скачать (44KB)
Метаданные
22. Рис. 21. То же, что на рис. 12, для шести сетов наблюдений, полученных в спокойном состоянии системы между осенними вспышками 2021 г. (см. рис. 8 (a)).

Скачать (224KB)
Метаданные
23. Рис. 22. То же, что на рис. 13, для шести сетов в минимумах блеска между вспышками в системе осенью 2021 г. (см. рис. 8 (a)).

Скачать (37KB)
Метаданные
24. Рис. 23. Схематичное изображение системы SS Cyg, построенное с параметрами из работы [43]: q = 1.5 и i = 52.5 для трех значений радиусов диска Rd = 0.42, 0.64 и 0.75 в орбитальных фазах  = 0.0 и 0.5. На нижней панели представлены изображения системы в картинной плоскости, i = 0 для  = 0.0. Разными цветами показаны элементарные площадки на поверхностях: оптической звезды (синий), внутренней (оранжевый) и боковой (зеленый) частях диска, газового потока (малиновый), горячего пятна (коричневый) и белого карлика в центре диска (черный).

Скачать (109KB)
Метаданные
25. Рис. 24. Зависимости для всех 5 групп наблюдений в период 2019–2021 гг., цифры указывают номер группы.

Скачать (64KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024