7.2 Opredelenie izbytkov cveta, rasstoyanii i vozrastov rasseyannyh skoplenii

Lekciya 7. Rasseyannye zvezdnye skopleniya i zvezdnye associacii

7.2 Opredelenie izbytkov cveta, rasstoyanii i vozrastov rasseyannyh skoplenii

Naibol'shii ob'em informacii o rasseyannyh zvezdnyh skopleniyah poluchayut iz dannyh zvezdnoi fotometrii. Poetomu rassmotrim posledovatel'no opredelenie osnovnyh parametrov skoplenii etogo tipa - izbytkov cveta, rasstoyanii i vozrastov - na primere fotometricheskoi sistemy UBV.

Osnovnym sposobom opredeleniya izbytkov cveta yavlyaetsya ispol'zovanie dvuhcvetnyh diagramm. Na ris. 7-2 pokazana dvuhcvetnaya diagramma Pleyad, postroennaya po nablyudaemym pokazatelyam cveta zvezd, i posledovatel'nost' nepokrasnevshih zvezd (sploshnaya krivaya). Pokazana takzhe liniya narastayushego pokrasneniya. Obychno izbytok cveta dlya rasseyannogo skopleniya v celom opredelyaetsya kak sdvig vlevo i vverh vsei diagrammy skopleniya vdol' linii narastayushego pokrasneniya do nailuchshego sovpadeniya posledovatel'nosti skopleniya s posledovatel'nost'yu nepokrasnevshih zvezd. Dlya mnogih RZS oshibka opredeleniya srednego po skopleniyu izbytka cveta ochen' mala - okolo 0^m.01. Odnako byvayut situacii, kogda opredelit' izbytok cveta skopleniya metodom sovmesheniya na dvuhcvetnoi diagramme ochen' slozhno. Vo-pervyh, dlya vseh skoplenii imeetsya trudnost' s otdeleniem chlenov skopleniya ot zvezd polya, na kotoroe proeciruetsya skoplenie. Vo-vtoryh, u zametnogo chisla skoplenii pokrasneniya dlya raznyh zvezd ne ravny - imeetsya tak nazyvaemoe differencial'noe pokrasnenie, prichem, zachastuyu, razbros velichin pokrasneniya ot zvezdy k zvezde byvaet ochen' velik. Na ris. 7-3 pokazana dvuhcvetnaya diagramma ochen' molodogo yuzhnogo rasseyannogo skopleniya Tr 16 s sil'nym mezhzvezdnym differencial'nym pokrasneniem. V etom sluchae srednii po skopleniyu izbytok cveta opredelyat' bessmyslenno, poetomu prihoditsya ocenivat' etu velichinu dlya kazhdoi zvezdy po otdel'nosti. Pri etom trudnosti s otdeleniem zvezd - chlenov skopleniya ot zvezd galakticheskogo fona mnogokratno uvelichivayutsya. Otmetim, chto verhnyaya ogibayushaya zvezd skopleniya na ris. 7-2 parallel'na linii narastayushego pokrasneniya. Eto mozhno ob'yasnit' tak: samye golubye zvezdy skopleniya, a eto O-zvezdy rannih podklassov, imeyut blizkie istinnye pokazateli cveta U-B i B-V i ih polozhenie na dvuhcvetnoi diagramme skopleniya opredelyaetsya tol'ko mezhzvezdnym pokrasneniem, a znachit - sdvigom vdol' prakticheski odnoi i toi zhe linii narastayushego pokrasneniya.

Individual'nye znacheniya izbytkov cveta v sluchae ne ochen' bol'shih pokrasnenii, kogda mozhno prenebrech' otlichiem linii narastayushego pokrasneniya ot pryamoi linii, v razlichnyh fotometricheskih sistemah mozhno opredelit' primenyaya tak nazyvaemyi Q-metod, pervonachal'no predlozhennyi razrabotchikami sistemy UBV Dzhonsonom i Morganom imenno dlya etoi sistemy. Oni vveli velichinu Q_UBV = (U-B) - K·(B-V), gde K - naklon linii pokrasneniya - otnoshenie izbytkov cveta E(U-B)/E(B-V), ravnoe v sluchae UBV sistemy 0.72. Iz opredeleniya velichiny QUBV yasno, chto ona, v prinyatom priblizhenii, ne zavisit ot velichiny mezhzvezdnogo pokrasneniya. Esli dvuhcvetnuyu diagrammu pomenyat' na diagrammu Q_UBV -(B-V), to na etoi diagramme linii narastayushego pokrasneniya budut pryamymi, parallel'nymi osi absciss, i opredelyat' izbytki cveta sushestvenno udobnee, chem s naklonnymi liniyami narastayushego pokrasneniya na dvuhcvetnoi diagramme. Odnako povtorim, chto Q-metodom mozhno pol'zovat'sya tol'ko pri nebol'shih pokrasneniyah, kogda kriviznoi linii narastayushego pokrasneniya mozhno prenebrech'. Velichiny Q ispol'zuyutsya i v drugih fotometricheskih sistemah. Osobenno uspeshno oni rabotayut v Vil'nyusskoi fotometricheskoi sisteme, gde bol'shoe chislo pokazatelei cveta pozvolyaet sostavit' bol'shoe chislo pokazatelei Q, kotorye ispol'zuyutsya dlya trehmernoi spektral'noi klassifikacii zvezd (opredeleniya spektral'nogo klassa, klassa svetimosti i metallichnosti zvezd) s ispol'zovaniem tol'ko fotometricheskih dannyh.

Posle opredeleniya srednego izbytka cveta ili, v sluchae zametnogo differencial'nogo pokrasneniya, individual'nyh izbytkov dlya vseh zvezd, i ispravleniya pokazatelei cveta za selektivnoe pogloshenie, a velichin V za polnoe pogloshenie sveta, kak eto bylo izlozheno v lekcii 6, mozhno perehodit' k opredeleniyu istinnogo modulya rasstoyaniya. Ranee dlya etoi celi ispol'zovalos' sovmeshenie glavnoi posledovatel'nosti skopleniya na GR-diagramme s nachal'noi glavnoi posledovatel'nost'yu (NGP). Zdes' ispol'zuetsya tot fakt, chto zvezdy skopleniya nahodyatsya prakticheski na odnom rasstoyanii ot Solnca. Velichina V - M^∗_V , gde M^∗_V yavlyaetsya absolyutnoi zvezdnoi velichinoi tochki NGP s pokazatelem cveta, ravnym ispravlennomu za pokrasnenie pokazatelyu cveta zvezdy, i est' ocenka modulya rasstoyaniya do dannoi zvezdy. K sozhaleniyu, dlya otdel'nyh zvezd etot metod daet nenadezhnye rezul'taty, tak kak zvezdy v processe evolyucii othodyat ot NGP. Velichinu takogo sdviga dlya otdel'noi zvezdy ocenit' trudno. Odnako dlya zvezd RZS, imeyushih blizkie vozrasty, mozhno otdelit' daleko proevolyucionirovavshie zvezdy ot zvezd eshe ne otoshedshih ot NGP, i opredelyat' moduli rasstoyaniya tol'ko dlya poslednih. Obychno GR-diagrammu skopleniya prosto sdvigayut vverh vdol' osi zvezdnyh velichin do sovpadeniya nizhnei, neproevolyucionirovavshei chasti nablyudaemoi GP skopleniya s NGP. Velichina sdviga i daet modul' rasstoyaniya skopleniya, iz kotorogo legko vychislit' samo rasstoyanie. Pri etom bol'shoe znachenie imeet opredelenie tochnogo polozheniya NGP na diagramme M_V - (B-V)₀. Polozhenie NGP opredelyalos' neodnokratno, izvestny NGP Dzhonsona, Blaau, Eggena, Holopova i dr. Podrobnee o sposobe postroeniya NPG po dannym nablyudenii i trudnostyah etogo processa mozhno oznakomit'sya v monografii Holopova.

Metodom sovmesheniya na GR-diagramme rasstoyaniya do rasseyannyh skoplenii opredelyalis' tol'ko do teh por, poka ne poyavilis' nadezhnye posledovatel'nosti teoreticheskih izohron. Deistvitel'no, pri primenenii dannogo metoda sovmesheniya s NGP prihoditsya otbrasyvat' zvezdy verhnei chasti GP, dlya kotoryh obychno izmereniya zvezdnyh velichin imeyut nailuchshuyu tochnost'. Krome togo, imenno oblast' nizhnei chasti GP obychno sil'nee zagryaznena zvezdami galakticheskogo fona. Poetomu v nastoyashee vremya provodyat ne s NGP, a s posledovatel'nostyami teoreticheskih izohron, vybiraya pri etom izohronu, nailuchshim obrazom sootvetstvuyushuyu forme nablyudaemoi GP skopleniya. Pri etom vozrast vybrannoi takim obrazom izohrony schitaetsya vozrastom skopleniya, a pri sovmeshenii dlya polucheniya modulya rasstoyaniya v processe sovmesheniya uchastvuyut vse zvezdy GP skopleniya, tak chto poteri informacii ne proishodit. Harakternaya velichina oshibki opredeleniya modulya rasstoyaniya metodom sovmesheniya diagramm (0^m.1-0^m.2) v zavisimosti ot dliny profotometrirovannogo uchastka GP i zagryaznennosti GR-diagrammy skopleniya zvezdami galakticheskogo fona, a takzhe bogatstva skoplenii zvezdami.

Otmetim, chto dlya molodyh RZS, u kotoryh chasto veliko differencial'noe pokrasnenie (a metod sovmesheniya diagramm obladaet nizkoi tochnost'yu iz-za togo, chto GP v oblasti golubyh zvezd prohodit prakticheski vertikal'no) dlya opredeleniya rasstoyanii effektivno ispol'zuetsya metod spektral'nyh parallaksov.

Vozmozhnost' opredeleniya kak rasstoyanii do RZS, tak i ih vozrastov, delaet eti ob'ekty unikal'nymi po vazhnosti v galakticheskoi i vnegalakticheskoi astronomii, osobenno dlya proverki rezul'tatov teorii zvezdnoi evolyucii. Imenno po klassicheskim cefeidam, vhodyashim v RZS, utochnyaetsya zavisimost' period-svetimost' etih peremennyh, chto opredelyaet shkalu vnegalakticheskih rasstoyanii. Tol'ko po zvezdam RZS mozhno opredelit' absolyutnye zvezdnye velichiny nekotoryh tipov redkih zvezd, naprimer zvezd Vol'fa-Raie, krasnyh i golubyh sverhgigantov.

Otmetim eshe odin metod opredeleniya rasstoyaniya, prigodnyi dlya polucheniya ocenok rasstoyanii kak do rasseyannyh skoplenii, tak i do associacii. On osnovan na ispol'zovanii otnosheniya dispersii luchevyh skorostei i sobstvennyh dvizhenii zvezd dannoi gruppirovki. Vpervye ego primenil Strand dlya opredeleniya rasstoyaniya do associacii Oriona.

Publikacii s klyuchevymi slovami: zvezdnaya astronomiya Publikacii so slovami: zvezdnaya astronomiya
Sm. takzhe: Elene Vyacheslavovne Glushkovoi - 50 ! Konferenciya «Sovremennaya zvezdnaya astronomiya - 2014» Konferenciya "Sovremennaya zvezdnaya astronomiya" K 100-letiyu so dnya rozhdeniya Petra Grigor'evicha Kulikovskogo Lekcii po Galakticheskoi Astronomii. 5–8 Lekcii po Galakticheskoi Astronomii. 3–4 Lekcii po Galakticheskoi Astronomii. 1–2 Vse publikacii na tu zhe temu >>