Pozorování proměnných hvězd – únor 2023

Výsledky intenzivní fotometrie zákrytové dvojhvězdy NSVS 07453183 Lyn v letech 2019-2022 vyústily v publikaci, která byla uveřejněna v lednu 2023 v prestižním časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. V průběhu čtyř let bylo pořízeno 621 hodin pozorování, které potvrdilo přítomnost třetí hvězdy s periodou oběhu 425 dní, pravděpodobný objev čtvrté hvězdy v systému s periodou 12 let a rychlé změny ve fotosféře a chromosféře vlivem driftu velkých hvězdných skvrn. Výsledky poukazují na fakt, že pozorováním celých světelných křivek zákrytových dvojhvězd se podaří objevit jevy, které by jinak unikly pozornosti. V následujícím odstavci uvádíme podrobnější informace z uvedené publikace.   

Fotometrická studie NSVS 7453183: pravděpodobný čtyřhvězdný systém s dlouhodobou fotosférickou a chromosférickou aktivitou

L. Šmelcer, M. Wolf, H. Kucakova, P. Zasche, J. Kara, K. Hornoch, M. Zejda, a R.F. Auer

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Advance Access,  January 2023  

10.1093/mnras/stad053 

2023MNRAS.tmp...67S 

Abstrakt:

V letech 2019-2022 byly pravidelně měřeny světelné křivky ve filtrech V,R,C zákrytové dvojhvězdy NSVS 7453183 v rámci našeho dlouhodobého projektu studia zákrytových dvojhvězd s malou hmotností, krátkou oběžnou dobou a povrchovou aktivitou. Řešení světelné křivky z dat družice TESS v Phoebe vede k oddělené konfiguraci, kde byla akceptována teplota primární složky T1 = 4300 K podle aproximace SED. Pro sekundární složku vychází teplota T2 = 4080±100 K. Spektrální typ primární složky byl odhadnut na třídu K6 a z něj byl odvozen fotometrický poměr hmotností q = 0,86. Potvrdili jsme přítomnost třetího tělesa v tomto systému, hvězdného průvodce s minimální hmotností 0,33 Msl, který obíhá kolem zákrytového páru s krátkou periodou asi 425 dní, a navrhujeme další, čtvrté těleso s delší oběžnou dobou asi 12 let, pravděpodobně hnědého trpaslíka s minimální hmotností 50 M Jupitera. Předpokládá se hierarchická struktura ((1+1)+1)+1 této soustavy. Z charakteristiky světelných křivek byly odhadnuty časové změny polohy hvězdných skvrn na povrchu primární složky. Průměrná migrační rychlost přibližně 10 stupňů/měsíc byla zjištěna v letech 2020-2022.

Úvod:

Nejběžnější a nejčastější hvězdy v naší Galaxii jsou hvězdy pozdního typu s malou hmotnostní - trpaslíci s hmotnostmi pod 1,0 Msl. Kromě toho současná pozorování ukazují rozpor mezi hvězdami s nízkou hmotností a odhadovanými a modelovanými parametry, kdy modely udávají 5-10 % menší poloměry a vyšší teploty než z pozorování (Chabrier &Baraffe 2000; Morales et al. 2010; Mann et al. 2015). Mnoho zákrytových dvojhvězd (EB) vykazuje periodické změny svých časů minim zákrytů způsobené různými jevy. Jedním z nich je efekt světelného času (LITE), který je spojen s tzv. s přítomností třetího tělesa obíhajícího kolem zákrytového páru (Irwin 1952, 1959), druhou alternativou je magneticky indukovaný jev gravitační modulace způsobená aktivní hvězdou v systému (Applegate 1992). Základní vlastnosti hvězd pozdního typu v EB nedávno shrnuli Morales a spol. (2022), kteří potvrdili, že se jedná o hvězdy mladšího typu a výše zmiňované nesrovnalosti zdůrazňují význam pozorování hvězd s malou hmotností pro přesnost našich modelů hvězdného vývoje.

Stejně jako naše Slunce jsou i hvězdy s nízkou hmotností ovlivněny chromosférickým aktivitou způsobenou silným magnetickým polem. Tato proměnná aktivita byla často pozorována jako vzplanutí, tmavé nebo jasné skvrny na povrchu a hraje důležitou roli při určování přesných modelů, fyzikálních parametrů, zejména jejich poloměrů a teplot. První aktivitu u hvězd oznámil Kron (1950), který detekoval sinusoidální variace ve světelné křivce zákrytové dvojhvězdy YY Gem .

Zákrytová dvojhvězda NSVS 07453183 s malou hmotností (v Simbadu také např. jako NSVS 07446320, 2MASS J09161228+3615335, dále jen N745) je poměrně slabý objekt s krátkou oběžnou dobou kolem 9 hodin. Jeho proměnlivost objevili McIntyre & Shaw (2005) pomocí veřejně dostupné přehlídky proměnnosti severní oblohy (NSVS, Wozniak et al. 2004). Prvním fotometrickým řešením N745 bylo tzv. prezentováno Coughlinem & Shawem (2007), kteří odvodili předběžnou hmotnosti a rozměry složek (M1 = 0,68 Msl M2 = 0,73 Msl, R1 = 0,72 Rsl R2 = 0,79 Rsl). Pomocí programu Eclipsing Light Curves (ELC) nalezli také dvě skvrny na povrchu žhavější a hmotnější složky o délkách -33 a +17 stupňů a úhlových poloměrech 100 a 9,3 deg. Jejich analýza podporuje současná zjištění, že hvězdy s nízkou hmotností mají větší poloměry než modely předpovídají, pravděpodobně v důsledku přítomnosti silných magnetických polí. Dále byla prezentována fotometrie BVR a analýza periody N745 v publikaci Zhang et al. (2014), kteří rovněž detekovali událost podobnou vzplanutí. Později se podařilo analyzovat periodu N745, kterou představili v poblikaci Wolf a kol. (2016). Ti v tomto systému nalezli pravděpodobné třetí těleso s minimální hmotností 0,41 Msl obíhající kolem zákrytového páru s krátkou periodou přibližně 418 dní. Následující lineární efemeridy byly použity pro novou analýzu 

Pri.min. = HJD 24 53456.85994 + 0 d 36696751

Shrnutí astrometrických a fometrických dat z družice Gaia DR2 pro N745 jsou uvedeny v publikaci (Gaia Collaboration et al. 2020). Vzdálenost k systému byla odvozena na d = 314 pc. Pokud je nám známo, moderní fotometrické nebo spektroskopické analýzy této krátkoperiodické dvojhvězdy zatím neexistují. Článek je uspořádán následovně: v oddíle 2 představujeme pozorovací data použitá při analýze. Studie oběžných dob a LITE efektu jsou popsány v oddíle 3. Fotometrická v oddíle 4 a diskuse o aktivitě erupcí N745 je uvedena v oddíle 5. Článek je zakončen diskusí (oddíl 6) a naše závěry jsou shrnuty v oddíle 7.

Obrázek 1.

Světelné křivky NSVS 07453183 Lyn z různých observatoří do konce roku 2022. Vpravo je geometrická konfigurace ve fázi 0,75 (4. a 5. obrázek je pro fázi 0,25)

Obrázek 2.

Kompletní O-C diagram minim pro NSVS 07453183 Lyn pořízených od roku 2005. Primární minima jsou označena modrým kroužkem a sekundární žlutými trojúhelníčky. Černá sinusoida představuje LITE efekt, způsobený třetím tělesem s periodou oběhu 425 dní. Červená čára představuje 12letou periodu pravděpodobného čtvrtého tělesa.

Obrázek 3.

Detail O-C diagramu NSVS 07453183 Lyn za období let 2021 – 2022. Primární minima jsou označena modrým kroužkem a sekundární žlutými trojúhelníčky. Černá sinusoida představuje LITE efekt, způsobený třetím tělesem s periodou oběhu 425 dní. Červená čára představuje 12letou periodu pravděpodobného čtvrtého tělesa. V roce 2021 je vidět rozdíl mezi sekundárními a primárními minimy z důvodu modulace světelné křivky.

Obrázek 4.

Ukázky světelných křivek NSVS 07453183 Lyn pořízených v březnu 2022. Jsou zde vidět primární a sekundární minima s menšími erupcemi v podobné fázi. Amplitudy vzplanutí jsou 0,19 a 0,09 magnutidy.