Магнитное поле Ap-звезды 33 Lib: исследование в отдельных спектральных линиях
Рубрика:
| 1Бутковская, ВВ, 1Плачинда, СИ 1Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(2):65-80 |
| https://doi.org/10.15407/kfnt2019.02.065 |
| Start Page: Физика звезд и межзвездной среды |
| Язык: русский |
Аннотация: Ар-звезды — это химически пекулярные звезды главной последовательности, атмосферы которых отличаются аномальным химическим составом по сравнению с солнечным. Считается, что аномальный химический состав пекулярных звезд обусловлен диффузией химических элементов при совместном действии радиационного давления и гравитационного осаждения. В зависимости от преобладающего процесса, химический элемент либо «тонет» и накапливается в более глубоких слоях, либо всплывает и накапливается в верхних слоях атмосферы. Кроме неравномерного распределения химических элементов с глубиной, наблюдается и неравномерное распределение химических элементов по поверхности пекулярных звезд в виде пятен, обогащенных или обедненных тем или иным химическим элементом. Ар-звезды обладают сильными глобальными магнитными полями с напряженностью от нескольких сотен до десятков тысяч гаусс. Эти поля, как правило, имеют простую дипольную конфигурацию, стабильную во времени как минимум на временных интервалах в несколько десятилетий. Одним из неисследованных эффектов, наблюдаемых у химически пекулярных звезд, является тот факт, что значения магнитного поля, измеренного по разным спектральным линиям, в том числе одного и того же химического элемента, могут существенно отличаться друг от друга. В данной работе представлены результаты измерения продольного магнитного поля химически пекулярной Ap-звезды 33 Lib в отдельных спектральных линиях (N = = 180). Спектрополяриметрические наблюдения высокого разрешения, выполненные в течение четырех ночей в 2006 г. на 3.6-м телескопе CFHT (спектрограф ESPaDOnS), взяты из открытой базы данных CADC. Расчет магнитного поля по отдельным спектральным линиям выполнен на основе эффекта Зеемана с помощью SL-метода (Single Line). Установлено, что среднее по всем датам продольное магнитное поле 33 Lib составляет e> = 274.9 ± 2.7 мТл. При этом значения магнитного поля, измеренного в разных спектральных линиях, в том числе в разных линиях одного и того же химического элемента, могут статистически существенно различаться. Наименьшее магнитное поле измерено в ядрах водородных линий Hα и Hβ, а также в линиях Y и Pr. Исследование зависимости величины магнитного поля от параметров спектральных линий показало, что более сильные магнитные поля демонстрируют слабые линии с малым фактором Ланде. Причиной такого различия может быть как неоднородная структура магнитного поля в атмосфере звезды, так и неоднородное распределение химических элементов по поверхности и/или с глубиной, или оба этих фактора одновременно. |
| Ключевые слова: звездные атмосферы, магнитное поле, пекулярные звезды, спектрополяриметрия |
References:
1. Babcock H. W. (1958). A Catalog of Magnetic Stars. Astrophys. J. Suppl. Ser 3. P.141—210.
2. Braithwaite J. (2008). On non-axisymmetric magnetic equilibria in stars. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 386. 1947—1958.
3. Braithwaite J. (2009). Axisymmetric magnetic fields in stars: relative strengths of poloidal and toroidal components. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 397. P. 763—774.
4. Braithwaite J., Spruit H. C. (2004). A fossil origin for the magnetic field in A stars and white dwarfs. Nature. 431. 819—821.
5. Butkovskaya V., Baklanova D., Han I., Kim K. M., Lyashko D., Mkrtichian D., Plachinda S., Valyavin G., Tsymbal V. (2008). Rotational variation of the magnetic field of beta CrB in different spectral lines. Odessa Astron. Publs. 21. P. 19—22.
6. Butkovskaya V., Plachinda S. (2007). A study of the β Cephei star γ Pegasi: binarity, magnetic field, rotation, and pulsations. Astron. and Astrophys. 469. P. 1069—1076.
7. Donati J.-F., Landstreet J. D. (2009). Magnetic fields of nondegenerate stars. Ann. Rev. Astron. and Astrophys. 47. P. 333—370.
8. Donati J.-F., Semel M., Carter B. D., Rees D. E., Collier Cameron A. (1997). Spectropolarimetric observations of active stars. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 291. 658—682.
9. Duez V., Braithwaite J., Mathis S. (2010). On the stability of non-force-free magnetic equilibria in stars. Astrophys. J. 724. L34—L38.
10. Han Inwoo, Valyavin G., Galazutdinov G., Plachinda S., Butkovskaya V., Lee B. C., Kim Kang-Min, Jeong Gwanghui, Romanyuk I., Burlakova T. (2018). Magnetic field and orbit of the star β CrB. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 479. 1427—1432.
11. Kochukhov O. (2017). Doppler imaging of chemical spots on magnetic Ap/Bp stars. Numerical tests and assessment of systematic errors. Astron. and Astrophys. 597. 15 p. id.A58.
12. Kurtz D. W. (1982). Rapidly oscillating AP stars. Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 200. 807—859.
13. Mathis S., Zahn J.-P. (2005). Transport and mixing in the radiation zones of rotating stars. II. Axisymmetric magnetic field. Astron. and Astrophys. 440. 653—666.
14. Mathys G. (2017). Ap stars with resolved magnetically split lines: Magnetic field determinations from Stokes I and V spectra. Astron. and Astrophys. 601. id. A14. 90 p.
15. Mathys G., Hubrig S. (1997). Spectropolarimetry of magnetic stars. VI. Longitudinal field, crossover and quadratic field: New measurements. Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 124. 475—497.
16. Mathys G., Hubrig S., Landstreet J. D., Lanz T., Manfroid J. (1997). The mean magnetic field modulus of AP stars. Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 123. 353—402.
17. Michaud G. (1970). Diffusion Processes in Peculiar a Stars. Astrophys. J. 160. 641—658.
18. Michaud G., Megessier C., Charland Y. (1981). Diffusion models for magnetic Ap-Bp stars. Astron. and Astrophys. 103. 244—262.
19. Romanyuk I. I., Semenko E. A., Kudryavtsev D. O. (2007). Results of magnetic field measurements of CP stars carried out with the Russian 6-m telescope. I. Observations in 2007. Astrophys. Bull. 69. 427—438.
20. Ryabchikova T., Nesvacil N., Weiss W. W., Kochukhov O., Stütz Ch. (2004). The spectroscopic signature of roAp stars. Astron. and Astrophys. 423. 705—715.
21. Ryabchikova T., Piskunov N., Kurucz R. L., Stempels H. C., Heiter U., Pakhomov Yu., Barklem P. S. (2015). A major upgrade of the VALD database. Phys. Scripta. 90(5). Article id. 054005.
22. Schöller M., Hubrig S. (2014). Magnetic chemically peculiar stars. In «Determination of Atmospheric Parameters of B-, A-, F- and G-Type Stars» / Eds E. Niemczura, B. Smalley, W. Pych. Springer. 9 p. arXiv:1501.04225.
23. Semel M. (1989). Zeeman-Doppler imaging of active stars. I. Basic principles. Astron. and Astrophys. 225. 456—466.
24. Semel M., Li J. (1996). Zeeman-Doppler Imaging of Solar-Type Stars: Multi Line Technique. Solar Phys. 164. 417—428.
25. van den Heuvel E. P. (1971). Zeeman observations of peculiar and metallic-line A stars. Astron. and Astrophys. 11. 461—467.
26. Wolff S. C. (1975). The distribution of periods of the magnetic A-type stars. Astrophys. J. 202. 127—136.