2014.06.18. - Klasszikus cefeidák kettősségét mutatták ki magyar kutatók

A klasszikus cefeida változócsillagok a periódusuk és abszolút fényességük között fennálló P-L reláció miatt a legjobb távolságindikátorok közé tartoznak, kettősségük azonban befolyásolhatja az összefüggés kalibrációját.

A klasszikus cefeida típusú pulzáló változócsillagok ún. standard gyertyaként már egy évszázada elsőrendűen fontos szerepet töltenek be a kozmikus távolságskála kalibrálásában a jól mérhető pulzációs periódusuk és az abszolút fényességük között fennálló periódus-fényesség (P-L) relációnak köszönhetően. A luminozitásnak a látszó fényességből történő meghatározása során azonban számos effektust figyelembe kell venni, például az intersztelláris vörösödést, a fémtartalmat, a pulzációs módusokat, vagy a kettősséget. A kettős cefeidák kulcsszerepet töltenek be a P-L reláció kalibrálásában. A kísérő figyelmen kívül hagyása - főleg ha az egy forró, kék fősorozati csillag - torzítja a megfigyelésekből maghatározható látszó fényességet és színindexet, illetve a trigonometrikus parallaxist, ezen keresztül pedig negatív hatást gyakorol a reláció pontosságára, ha a kalibrációhoz használt mintában kettősök is vannak. A kettősség ugyanakkor a pulzációtól független lehetőséget nyújt a cefeida luminozitásának meghatározására.

A kettősség nagyon gyakori az I. populációs csillagok között, ez alól a cefeidák sem kivételek, kísérőik a legtöbb esetben kék csillagok. Megállapításának halványabb cefeidákra is alkalmazható módszere a radiálissebesség-görbék felvétele, ezek alapján pedig a γ-sebességek változásának kimutatása. Sajnos az ilyen vizsgálatok időigényesek, mivel egy szuperóriást tartalmazó kettős pályaperiódusa nem lehet rövidebb egy évnél, ráadásul a görbéknek elegendően sok pontot kell tartalmazni ahhoz, hogy a radiálissebesség-változásokat szeparálni lehessen a pálya menti mozgásból, illetve a pulzációtól származó összetevőkre. Nagyon fontos tehát a cefeidák spektroszkópiai vizsgálata egyrészt a kettősség kimutatása, másrészt a már kettősként katalogizált rendszerekben a kísérő csillag fizikai paramétereinek minél pontosabb meghatározása céljából. Fényes objektumok esetén ez a kutatási irány kiváló terület a megfelelő spektrográffal felszerelt kisebb távcsövek számára is.

A V1344 Aql pulzációs periódussal (kb. 7,48 nap) feltekert radiálissebesség-görbéi. A fekete és üres körök az új, 2012-ben és 2013-ban kapott adatokat jelölik, míg az üres háromszögek és fekete négyzetek más szerzők által korábban, 1981-ben, illetve 1984-ben mért adatokat jelzik. Egyértelműen látszik, hogy az újabb adatok egyrészt sokkal pontosabbak (kisebb az átlaggörbe körüli szórásuk), másrészt a "középértékük" szignifikánsan a nagyobb negatív sebességértékek felé tolódik el, jelezve azt, hogy a pulzáció által okozott rövid periódusú változásra egy, a keringésből származó, jóval hosszabb periódusú változás szuperponálódik.
[Szabados és mtsai, 2014]

2012-ben az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium és Multidiszciplináris Kutatóközpont (ELTE GAO MKK) és az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet (MTA CsFK CsI) munkatársai kiterjedt spektroszkópia észlelési programot indítottak galaktikus cefeidák kettősségének vizsgálatára az ELTE GAO MKK Magyarországon jelenleg még egyedüli, csillagászati célokra is alkalmas közepes felbontású mobil echelle spektrográfjával, amit szintén az ELTE GAO MKK erre a célra dedikált szombathelyi 50 cm-es RC teleszkópjához és a MTA CsFK CsI piszkéstető 1 m-es RCC távcsövéhez csatlakoztattak és rögzítettek sok száz cefeida-színképet az elmúlt két év során.

A munka első eredményeként a kutatócsoportnak Szabados László (MTA CsFK CsI) vezetésével az új és mások által korábban mért radiálissebesség-adatok alapján sikerült kimutatni, hogy két galaktikus cefeida, az FN Aql és a V1344 Aql γ-sebessége megváltozott, ami egyértelműen arra utal, hogy a két csillag egy-egy kettős rendszer tagja. A rendelkezésre álló adatok a keringési periódus és egyéb pályaelemek meghatározásához sajnos még nem elegendőek, azt azonban jelzik, hogy az FN Aql esetében az orbitális periódus több évtized hosszúságú lehet, míg a V1344 Aql rendszerében ennél jóval rövidebb. A kettős cefeidák esetében a keringési periódus a legtöbb esetben nem ismert, csak az esetek 20%-ban rendelkezünk adattal erről. Az ismert pályaperiódusok legtöbbje meghaladja az ezer napot.

Az ELTE GAO MKK szombathelyi 50 cm-es, kizárólag spektroszkópiai célokra használt Ritchey-Chrétien (RC) teleszkópja. A fókuszban jól látható a fényt a spektrográfba vezető optikai szálak csatolására szolgáló fejegység, illetve a vezetést szolgáló kamera.
[Csák Balázs felvétele]

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• arXiv:1406.3971v1 [astro-ph.SR]