АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2019, том 96, № 7, с. 570-593
УДК 524.387
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
ДОЛГОПЕРИОДИЧЕСКОЙ КАРЛИКОВОЙ НОВОЙ EX DRA
ИЗ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ В РАЗНЫХ СОСТОЯНИЯХ
АКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ
©2019 г. Т. С. Хрузина1*, И. Б. Волошина1**, Ш. Цянь2, М. Вольф3, В. Г. Метлов1,4
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва, Россия
2Юннаньские обсерватории Китайской академии наук, Куньминь, Китайская Народная Республика
3Астрономический институт Чешской академии наук, Прага, Чешская республика
4Крымская астрономическая станция ГАИШ МГУ, Научный, Россия
Поступила в редакцию 10.01.2019 г.; после доработки 09.02.2019 г.; принята к публикации 28.02.2019 г.
Представлены результаты долговременных фотометрических наблюдений катаклизмической перемен-
ной EX Dra, полученных в период с 2014 по 2016 г. на Крымской станции ГАИШ МГУ (24 ночи,
свыше 10 500 измерений). Наблюдения были выполнены при помощи ПЗС фотометра на 50-см
и 60-см телескопах в видимой и красной областях спектра в спокойном и активном состояниях.
Для полноты анализа были привлечены фотометрические наблюдения, проведенные на обсерватории
Ондржейов в 2010 г. в фильтрах V и R системы Джонсона. По новым многочисленным наблюдениям
EX Dra определен орбитальный период системы, хорошо согласующийся с полученными ранее
значениями. В рамках комбинированной модели, учитывающей потоки излучения от газовой струи и
от горячего пятна на боковой поверхности аккреционного диска, определены параметры компонентов
системы (белого и красного карликов, аккреционного диска с горячим пятном и газовой струи)
и рассмотрены их изменения при переходе от одной стадии активности к другой. Для успешной
аппроксимации шести кривых блеска, у которых согласие наблюдательных и теоретических кривых
оказалось неудовлетворительным, был использован вариант комбинированной модели, учитывающий
присутствие темных пятен на поверхности вторичного компонента. Это позволило на качествен-
ном уровне удовлетворительно воспроизвести вторичные минимумы на кривых блеска, в которых
наблюдался сдвиг этого минимума от фазы 0.5. Определены параметры темных пятен на красном
карлике. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что вспышки в системе EX Dra связаны
с нестационарным характером истечения вещества из вторичного компонента.
DOI: 10.1134/S000462991907003X
1. ВВЕДЕНИЕ
компонента (модель MTIM), либо из-за тепловой
нестабильности вещества в аккреционном диске
Карликовые новые (КН) — тесные двойные си-
(модель DIM), переключающей режимы в нем от
стемы, в которых звезда позднего типа (вторич-
низковязкого до высоковязкого (см. [1] и ссыл-
ный компонент) полностью заполняет свою по-
ки в ней). Получение детальных фотометрических
лость Роша. Истекающее вещество аккумулирует-
наблюдений карликовых новых на ранних этапах
ся в диске и аккрецирует на соседний (первичный)
вспышки и дальнейший их анализ в рамках той или
компонент — белый карлик (БК). Свое название
иной модели позволяет сделать вывод о возможной
причине вспышки. К сожалению, предсказать на-
КН получили благодаря рекуррентным вспышкам
чало очередной вспышки достаточно трудно: вспы-
с амплитудой в 2-5m с характерным временем от
шечный цикл (Pb), даже если и известен, представ-
нескольких дней до нескольких месяцев. Вспышки
ляет собой среднее значение, подъем блеска систе-
в системе происходят либо в результате нестабиль-
ности скорости истечения вещества из вторичного
мы происходит очень быстро (обычно это часы), а
нахождение системы в активном состоянии непро-
*E-mail: kts@sai.msu.ru
должительно. Требуется проводить непрерывный
**E-mail: vib@sai.msu.ru
мониторинг объекта на протяжении достаточно
570
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
571
длительного времени, превышающего Pb, что не
получены ограничения на нижний предел наклоне-
всегда возможно из-за условий видимости КН.
ния орбиты i > 83 при q > 1.23. При фиксирован-
ном значении T2 = 3750 ± 150 K (что соответствует
звезде спектрального класса M0-2 V) оптималь-
2. КРАТКИЙ ОБЗОР ДАННЫХ ПО EX Dra
ное значение температуры первичного компонента
составляет T1
= 50 000 ± 20 000 K, температура
Переменная EX Dra (HS 1804+6753) была
горячего пятна T s = 40 000 ± 10 000 K, темпера-
впервые обнаружена в ходе обзора Hamburger
тура вещества на внешнем крае диска Td = 6500 ±
Quasar Survey [2]. Проведенные затем наблюдения
± 1000 K, радиус диска Rd = 0.50 ± 0.05 (ξ
этой системы [3] показали, что EX Dra представ-
расстояние между L1 и центром масс БК), αg =
ляет собой долгопериодическую карликовую новую
= 0.3 ± 0.2 (αg — параметр, зависящий от вязкости
c амплитудой вспышки 2-3m и орбитальным пе-
вещества в диске, он определяет профиль распре-
риодом Porb = 5.04h, т.е. система относится к дол-
деления температуры вдоль радиуса диска, для ста-
гопериодическим КН, таким как EM Cyg (Porb =
ционарного диска значение αg = 0.75 [9]). Из оце-
= 6.96h).
нок абсолютной величины вторичного компонента
по его спектральному классу (8.8 < Mv < 9.7) в
Кривые блеска EX Dra показывают орбиталь-
сочетании с наблюдаемой яркостью в середине
ную переменность с эфемеридой [4]:
затмения (V = 16.57 ± 0.05) и покраснением (Av =
Tmin = HJD 245 2474.80513(10) +
(1)
= 0.45 ± 0.63) авторы определили расстояние до
EX Dra, d = 240 ± 90 пк. Список значений пара-
+ 0.209 937 316(13)E +
(
)
метров EX Dra, ранее полученных разными иссле-
E - 3520
дователями, приведен в табл. 1.
+ 18.4(9) × 10-4 sin
2π
36600
Каждые 10-30 дней в системе EX Dra проис-
Цифры в скобках указывают погрешность послед-
ходят вспышки продолжительностью до 10 дней.
них знаков числа.
Наблюдения системы по данным AAVSO1 в белом
свете (кружки) и в фильтре R (красные квадраты)
Спектральные исследования системы [5] сви-
в период с 1995 по 2016 г. представлена на рис. 1.
детельствуют о присутствии в ее спектре эмисси-
Отчетливо видны два разных состояния системы,
онных линий Hα, образующихся вблизи горячего
впервые обнаруженные Хавелин и Хенден [10],
пятна на диске и/или вблизи внутренней точки
дата переключения режимов согласно их расчетам
Лагранжа L1. После коррекции за прогрев поверх-
приходится на момент JD 245 2665. До этого
ности красного карлика M1-2 V горячим излу-
времени блеск системы в спокойном состоянии (в
чением первичного компонента авторы [5] полу-
минимуме) составлял15.5m (во вспышке внеза-
чили для полуамплитуды вторичного компонента
тменный поток увеличивался до 13.5m), после этой
значение K2 = 210 ± 10 км/с. С учетом данных о
даты блеск звезды во время затмений возрос до
кривой лучевых скоростей белого карлика было
15m (во вспышке внезатменный поток уменьшил-
получено отношение масс q = M1/M2 1.25. В
ся до13m). Фурье-анализ вспышечного цикла
работе [6] из анализа спектральных и фотометри-
показал [10], что до даты переключения средний
ческих наблюдений EX Dra получены следующие
период вспышек составлял 23.9 дней (плавно ме-
базовые параметры системы: q = 1.34, i = 84.2,
няясь от18 до30 дней), а после нее уменьшился
M1 = 0.75 M, M2 = 0.56 M. Баптиста и др. [7],
вдвое, до 10-15 дней. При этом временн ´ая шкала
исследуя V и R кривые блеска EX Dra как в
вспышек стала весьма нестабильной.
спокойном состоянии, так и во время вспышки,
В работе [14] рассматриваются два подхода
из анализа профиля затмений получили следую-
к объяснению вспышек КН, согласно которым
щие значения для базовых параметров: q = 1.39 ±
вспышки являются либо результатом изменения
± 0.12, i = 85 ± 2.5, M1 = (0.75 ± 0.15) M, M2 =
скорости переноса масс от вторичного компонента
= (0.54 ± 0.10) M, расстояние до системы d =
(модель MTIM) либо вследствие тепловой неста-
= 290 ± 80 пк.
бильности вещества в аккреционном диске (модель
В работе [8] были исследованы многоцветные
DIM), когда происходит переключение состояния
BV RI кривые блеска этой системы в неактивном
с низкой вязкостью вещества диска на состояние
состоянии (2-19 июня 2002 г.) в модели, учитыва-
с высокой вязкостью (см. [1] и приведенные там
ющей четыре источника излучения: главный (белый
ссылки). Наблюдения карликовых новых, получен-
карлик, БК) и вторичный (красный карлик, КК)
ные на ранних этапах вспышки, позволяют объ-
компоненты, аккреционный диск и горячее пятно,
яснить вспышку в системе в рамках той или иной
расположенное на пересечении газового потока с
внешним краем диска. По ширине затмения были
1Данные взяты с сайта www.aavso.org/LCGv2/
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
572
ХРУЗИНА и др.
Таблица 1. Параметры EX Dra из литературных данных
Параметр
Значение
Ссылка
Параметр
Значение
Ссылка
Porb, сут
0.20993718(2)
[8]
M0
[6]
0.209937399(13)
[4]
Sp
M0 ± 2
[7]
0.20993698
[7]
M1.5 ± 0.5V
[13]
i,
>83
[8]
85
[10]
163 ± 11
[7]
85 ± 2.5
[7]
K1, км/с
176
[12]
84.2(6)
[6]
167
[5, 6]
82.1
[12]
q = M1/M2
1.34
[8]
224 ± 17
[7]
1.39(11)
[7]
K2, км/с
210
[5, 8, 12]
1.25
[5]
223
[6]
1.03-1.37
[12]
M1, M
0.75(15)
[6, 8, 10]
0.31(1)
[11]
0.66
[5]
Rd, a0
0.27(1)
[6]
0.70
[12]
покой
0.267(4)
[7]
0.21
[5]
M2, M
0.56(2)
[6, 8]
0.54(1)
[7, 10]
Rd, ξ
0.50(1)
[7]
0.52
[5]
покой
0.66
[11]
0.59
[12]
R1
0.013(1)R
[6]
0.471(2)a0
[6]
0.011(2)R
[5, 7]
ξ
0.85(4)R
[6, 7]
0.0149a0
[7]
0.82R
[12]
0.0317ξ
[7]
R2, R
0.57(4)
[6, 7]
Rd, a0
0.49
[11]
0.59
[12]
вспышка
T1, K
28000 ± 300
[7]
Mv
8.8-9.7
[8]
50000 ± 20000
[8]
mag
T2, K
3850 ± 200
[7]
E(B - V ),
0.15
[7]
3750 ± 150
[8]
mag/кпк
a0, R
1.63(2)
[6]
290 ± 80
[7]
1.6(1)
[7]
d, пк
240 ± 90
[8]
1.58
[12]
модели. Модель MTIМ предсказывает, что аккре-
2016 г. в полосе Rc. Целью нашего исследования
ционный диск в системе должен сжиматься в на-
была проверка гипотезы, высказанной Баптистой
чале вспышки в результате внезапного увеличения
в работе [14], согласно которой вспышки в данной
истекающего вещества с небольшим угловым мо-
системе вызваны усилением темпа истечения ве-
ментом, в то время как яркость горячего пятна (ГП)
щества из вторичного компонента, а не тепловой
должна увеличиваться в ответ на более высокий
нестабильностью из-за изменения вязкости веще-
темп истечения вещества. Такие эффекты не ожи-
ства в диске.
даются в модели DIМ. Так, результаты недавних
наблюдений промежуточного поляра EX Hya [15]
В разделе 3 описаны наблюдения EX Dra и
свидетельствуют о том, что для описания вспышек
выполненное нами определение орбитального пе-
в данной системе более предпочтительна модель
риода системы по наблюдениям в период 2010-
MTIМ.
2016 гг. В разделе 4 приведено краткое описание
Мы выполнили исследование оптических кри-
моделей тесной двойной системы (ТДС), исполь-
вых блеска EX Dra в марте-апреле 2010 г. в
зованных для определения параметров системы, в
фильтрах V , R и в период с мая 2014 г. по июнь
разделе 5 — результаты проведенного анализа, а в
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
573
m
13
14
15
16
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
JD 2450000+
Рис. 1. НаблюденияEX Dra в белом свете (кружки) и в фильтре R (красные квадраты) в периодс 1995 по 2016 г. согласно
данным AAVSO. Вертикальные линии показывают область наших наблюдений, использованных для определения
параметров системы.
разделе 6 обсуждаются полученные результаты. В
примерно одинакова для обоих телескопов и со-
разделе 7 суммируются основные выводы работы.
ставляла σ ∼ 0.02-0.06m. Длительность экспози-
ций из-за слабости объекта варьировалась от 40
до 60 с в зависимости от погодных условий. Детали
наблюдений представлены в табл. 2.
3. НАБЛЮДЕНИЯ
Основной звездой сравнения в наблюдениях
Наблюдения EX Dra были выполнены в марте-
2014-2016 гг. служила N 120 из списка стандартов
апреле 2010 г. в обсерватории Ондржейов (Чеш-
AAVSO с координатами α(2000) = 18h03m37.55s и
ская республика) на 65-см телескопе в фильтрах
δ(2000) = 675701.7′′ из ближайшей окрестности
V и R системы Джонсона. Использована CCD
EX Dra, ее блеск составляет: B = 12.411m, V =
камера G2-32002. Время экспозиции составля-
= 12.038m и Rc = 11.832m. Постоянство блеска
ло 90 с для обоих фильтров. В качестве звезды
стандарта проверялось по нескольким контроль-
сравнения использована звезда GSC 04429-01414
ным звездам. В течение 3-х ночей в качестве
(V = 14.4m). Ее звездная величина в видимой и
звезды сравнения использовалась звезда N 134.
красной областях спектра на момент наблюдений
Одновременно в течение 2-х из этих ночей так-
была неизвестна, поэтому данные приведены в от-
же наблюдалась и звезда N 120, что дало нам
носительных единицах.
возможность сравнить потоки излучения EX Dra,
вычисленных относительно обеих звезд сравнения.
Наблюдения системы в 2014-2016 гг. прове-
Оказалось, что это различие, в среднем, составля-
дены при помощи ПЗС-фотометра на 50- и 60-
ет Δm = m(134) - m(120) = -0.002 (часть точек
см телескопах Крымской Астрономической стан-
имеет одинаковые значения вычисленных потоков
ции ГАИШ МГУ. В качестве приемника излучения
в звездных величинах), а соотношение потоков
на 50-см телескопе использовалась ПЗС каме-
равно F (120) = 0.998 F (134). Для единообразия
ра Apogee Alta U8300 (3326 × 2504 pix, 1 pix =
все наши наблюдения были приведены к стандарту
= 5.4 μm) с максимумом эффективности 60% в
N 120. Обработка полученных наблюдений произ-
области 5800-6600
A и 30% в области 4000
A.
водилась с помощью метода апертурной фотомет-
На 60-см телескопе использовалась ПЗС-камера
рии с использованием пакета программ MAXIM-
Apogee 47 (1024 × 1024 pix, 1 pix = 13 μm). Про-
DL.
должительность рядов наблюдений зависела от
Из 24 рядов наблюдений 17 были получены на
погодных условий, обычно превышала 5 ч что-
50-см телескопе AZT-5 (2014-2015 гг.), 7 рядов,
бы охватить 1-1.5 орбитальных циклов. Выбор
начиная с сентября 2015 по июнь 2016 г. — на 60-
фильтра для наблюдений определялся чувстви-
см телескопе Zeiss-600, и 2 ряда наблюдений в
тельностью используемого приемника излучения,
фильтре Rc в одну ночь (27.05.2014 г.) проводились
максимальной в красной области спектра Rc (λ =
одновременно на обоих телескопах с целью опре-
= 6700
A). Погрешность единичного наблюдения
деления систематической разницы полученных по-
токов. Сравнение кривых блеска показало, что
2Подробности см. на сайте www.gxccd.com
связь потоков излучения в фильтре Rc, полученных
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
574
ХРУЗИНА и др.
Таблица 2. Журнал наблюдений EX Dra
“Дата” JD
T1 - T2,
Tmin
Tmin
ϕ1 - ϕ2
n
mmin
mmax
Фильтр
“Дата”+
(набл.)
(теор.)
2455281, V
0.423-0.588
0.824-1.614
144
5281.45689
5281.45820
1.961
-0.179
2455294, R
0.424-0.655
0.752-1.854
210
5294.47576
5294.47714
1.668
-0.038
2455295, V
0.277-0.563
0.816-2.181
235
5295.52471
5295.52610
2.005
-0.133
2455309, R
0.347-0.622
0.835-2.148
250
5309.59021
5309.59139
1.318
-0.789
2455316, R
0.382-0.615
0.346-1.456
210
5316.51694
5316.51810
1.534
-0.085
2456790, Rc
0.284-0.497
0.019-1.032
266
6790.487916
6790.48864
15.089
13.003
2456805, Rc
0.291-0.494
0.503-1.472
344
6805.394538
6805.39514
15.524
13.428
2456806, Rc
0.278-0.480
0.205-1.168
252
6806.444571
6806.44508
15.370
12.935
2456819, Rc
0.376-0.498
0.596-1.177
147
6819.462557
6819.46396
15.525
13.925
2456834, Rc
0.281-0.497
0.592-1.619
378
6834.365058
6834.36635
15.528
14.130
2456916, Rc
0.300-0.508
0.277-1.264
706
6916.450335
6916.45050
15.411
13.314
2456960, Rc
0.195-0.550
0.359-2.053
1252
6960.327314
6960.32940
15.573
14.094
2457089, Rc
0.199-0.474
0.848-2.159
475
7089.439954
7089.44041
15.287
13.025
2457090, Rc
0.204-0.538
0.635-2.227
660
7090.280370
7090.28118
15.328
13.059
2457091, Rc
0.218-0.578
0.465-2.184
703
7091.329479
7091.33029
15.444
13.236
2457106, Rc
0.225-0.484
0.949-2.183
511
7106.236423
7106.23672
15.580
14.114
2457108, Rc
0.256-0.522
0.625-1.893
519
7108.337453
7108.33865
15.611
14.302
2457118, Rc
0.258-0.463
0.265-1.243
401
7118.411180
7118.41122
15.607
14.200
2457123, Rc
0.245-0.502
0.023-1.247
505
7123.451527
7123.45230
15.614
14.286
2457124, Rc
0.276-0.508
0.932-2.036
453
7124.290578
7124.29130
15.595
13.919
2457167, Rc
0.307-0.532
0.901-1.978
443
7167.330393
7167.33139
15.591
14.193
2457182, Rc
0.360-0.520
0.608-1.370
315
7182.441782
7182.441783
15.591
14.309
2457267, Rc
0.249-0.500
0.959-2.159
497
7267.257557
7267.25841
15.601
14.275
2457268, Rc
0.251-0.500
0.733-1.919
487
7268.308530
7268.30939
15.635
14.438
2457271, Rc
0.224-0.469
0.894-2.061
487
7271.245937
7271.24788
15.642
14.549
2457456, Rc
0.198-0.483
0.987-2.345
560
7456.200439
7456.20052
15.211
12.744
2457457, Rc
0.244-0.503
0.968-2.203
347
7457.250034
7457.25049
15.311
12.911
2457463, Rc
0.309-0.573
0.856-2.115
343
7463.335462
7463.33657
15.687
14.440
2457551, Rc
0.271-0.543
0.848-2.143
518
7551.302396
7551.30305
15.672
14.363
Примечание. Во 2-м столбце даны доли юлианского дня начала и конца наблюдений в соответствующую дату, в 3-м столбце —
соответствующий фазовый интервал наблюдений. Для наблюдений 2010 г. (5 дат) в двух последних столбцах приведены mmin
и mmax относительно звезды сравнения.
в инструментальных системах AZT-5 (Rc(50)) и
получена и для катаклизмических переменных
Zeiss-600 (Rc(60)), описывается зависимостью
GY Gnc [16] и ASAS-SN 13cx [17], также наблю-
Rc(50) = Rc(60) + 0.05m.
давшихся на данных телескопах. Все последующие
Значения Rс(50) и Rс(60) выражены в звезд-
расчеты были выполнены для кривых блеска в
ных величинах. Аналогичная зависимость была инструментальной системе AZT-5.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
575
ΔR
Rc
-1.0
13
-0.5
0
+0.5
14
+1.0
+1.5
15
5400
5800
7400
7800
Rc
13.0
13.5
0
0.5
1.0
ϕ
14.0
Рис. 3. Свертка всех наблюдений в фильтре Rc с
14.5
эфемеридами (1).
15.0
мулы (1). Хорошо заметны изменения формы и
15.5
амплитуды кривых блеска во время вспышки в
сравнении со спокойным состоянием.
16.0
6800
7000
7200
7400
7600
Наличие синусоидального члена в эфемеридах
JD 2450000+
орбитального движения потребовало уточнения его
значения на эпоху наших наблюдений. Данная про-
Рис. 2. Распределение наблюдений по времени. Ввер-
цедура выполнялась отдельно для наблюдений в
ху — относительные наблюдения в фильтре R, вни-
зу — в фильтре Rc. Наблюдения справа от штриховой
фильтрах R и Rc. Использовался метод Лафлера-
вертикальной линии на верхней панели использова-
Кинмана. На рис. 4 приведены спектры мощно-
лись только для определения орбитального периода
сти, полученные для двух массивов наблюдений,
системы,посколькуони охватывают лишь фазы вблизи
вверху — по наблюдениям в фильтре R, внизу — в
главного минимума.
фильтре Rc соответственно.
Поиск орбитального периода производился в
На рис. 2 представлено распределение наших
диапазоне частот 4.7-4.8 сут-1 с шагом 0.005
наблюдений по времени. Вверху — наблюдения,
по фазе. Учитывая большие промежутки времени
полученные в фильтре R (относительные вели-
между отдельными группами наблюдений в филь-
тре R, поиск орбитального периода выполнен как
чины)3, внизу — в фильтре Rc. Отчетливо вы-
деляются наблюдения во время вспышек, когда
по всем имеющимся данным, так и по отдельным
участкам. В результате анализа мы получили:
блеск системы увеличивается на1-1.2m, при
этом в минимуме блеск возрастает не более чем
1. по широкому диапазону JD 245 5294-8014
на0.2-0.5m. Полная амплитуда кривых блеска
значение периода Porb = 0.209 9374(5)d, совпада-
составляет1.7m в состоянии покоя, и2.5m во
ющее с линейным членом в формуле (1), Porb =
время вспышки.
= 0.209 937 399(13)d, из работы [4];
На рис. 3 приведена свертка всех наблюдений
2. по более узкому диапазону JD 245 5294-5567
в фильтре Rc с орбитальным периодом из фор-
значение периода Porb = 0.209 9429(1030)d;
3. по диапазону JD 245 5294-5325 значение пе-
3Для исследований были выбраны только полные кривые
риода Porb = 0.209 9576(1080)d. Формальный рост
блеска, полученные в период JD 245 5281-5316, они рас-
положены слева от вертикальной штриховой линии; на-
значения периода нивелируется увеличением его
блюдения, полученные в обсерватории Ондржейов после
погрешности.
2010 г. (справа от вертикальной линии), содержат лишь
По наблюдениям в фильтре Rc (см. нижнюю па-
область главного минимума, и в нашей работе исполь-
нель рис. 4) получен период Porb = 0.209 9366(6)d.
зовались только в процедуре определения орбитального
периода.
Таким образом, все полученные значения периода
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
576
ХРУЗИНА и др.
Fν
1.0
0.8
0.6
0.8
0.7
0.6
0.5
4.71
4.72
4.73
4.74
4.75
4.76
4.77
4.78
4.79
4.80
4.81
ν, циклы в сутки
Рис. 4. Спектрымощности,полученныеметодомЛафлера-Кинмана по наблюдениямв фильтрахR (вверху) и Rc (внизу).
в пределах своей погрешности совпадают с перио-
на орбитальную фазу ϕ ∼ 0.6 (наиболее заметно
дом, полученным в работе [4], и, как более точный,
это на кривой блеска JD 7167), на внезатменной
мы использовали его при свертке кривых блеска
части кривой JD 6834 вообще присутствуют два
EX Dra.
локальных минимума (см. рис. 6, слева). В рамках
“комбинированной” модели описать такое смеще-
ние невозможно, поскольку горячее пятно на этих
4. МОДЕЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ
фазах закрыто краем диска, а газовый поток на
ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ НАБЛЮДЕНИЙ.
фазах ϕ ∼ 0.5 при i > 83 не виден. Обеспечить
ОПИСАНИЕ ВХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
наблюдаемое смещение вторичного минимума, а
также дипы различной глубины на кривых блеска,
Форма кривых блеска EX Dra как в спокойном
можно в случае асимметричного вклада излучения
состоянии, так и во время вспышек, в основном,
вторичного компонента в суммарный поток. Такой
типична для карликовых новых (см. рис. 5, 6).
эффект дает наличие одного/двух холодных пятен
Такие кривые успешно воспроизводятся в рамках
поверхности звезды. Для учета присутствия тем-
стандартной “комбинированной” модели, учитыва-
ного пятна на поверхности КК при интерпретации
ющей присутствие горячей линии вблизи боковой
кривой блеска мы использовали программный код,
поверхности аккреционного диска и горячего пятна
описанный в работах [19, 20].
на нем на подветренной стороне газовой струи [18].
Из рассмотрения кривых блеска (JD 6805, 6834,
4.1. Основные положения “комбинированной”
7167, 7267, 7271)4 видно, что вторичный мини-
модели
мум хотя и симметричен, но при этом смещен
Система состоит из сферической звезды (пер-
4Здесь и далее кривые блеска, полученные в ту или иную
вичный компонент), окруженной аккреционным
юлианскую дату, например, JD 245 6834, для краткости
диском, и красного карлика (вторичный компо-
обозначены как JD 6834. Для данных в 2010 г., по-
нент), полностью заполняющего свою полость
скольку наблюдения получены в течение всего 35 дней,
обозначения более краткие, например, JD 295 для даты
Роша. Звезда разбита на 648 элементарных пло-
JD 245 5295.
щадок, излучающих в соответствии с собственной
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
577
Rc
13.0
13.5
14.0
14.5
15.0
0
0.5
1.0
ϕ
Рис. 5. Характерный вид кривой блеска EX Dra во время вспышки. Приведены неусредненные наблюдения (JD 6790).
Rc
14.0
14.5
15.0
JD 6960
JD 7106
JD 6834
15.5
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Рис. 6. Типичные кривые блеска EX Dra в неактивном состоянии.
температурой Ti, зависящей от эффективной
ратура, g — локальное ускорение силы тяжести
температуры вторичного компонента T2. При вы-
в центре элементарной площадки на поверхно-
числении Ti учитывается прогрев поверхности КК
сти приливно деформированной звезды позднего
излучением из внутренних областей аккреционного
спектрального класса, β = 0.08 [21]. Яркость эле-
диска с температурой Tin, Tin ≥ T1, где T1
ментарной площадки на звезде описывается зако-
эффективная температура первичного компонента.
ном dI = Bλ(T )[1 - u(λ, T )(1 - cos γ)] cos γdS, где
Форма и размеры вторичной задаются параметром
γ — угол между нормалью к элементарной пло-
q = M1/M2. При вычислении потока с элементар-
щадке на поверхности звезды и лучом зрения,
ной площадки на поверхности КК учитываются
u(λ, T ) — коэффициент линейного потемнения к
гравитационное потемнение и потемнение к краю
краю, Bλ(T ) — функция Планка, dS — площадь
в линейном приближении.
рассматриваемой элементарной площадки.
Гравитационное потемнение описывается фор-
Первичный компонент описывается сферой ра-
мулой Ti = T2(g/g0)β , где Ti — локальная темпе- диуса R1, он расположен в фокусе слабо эллипти-
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
578
ХРУЗИНА и др.
ческого аккреционного диска с эксцентриситетом
расстояние между точкой U и внешним краем пятна
e ≤ 0.25, большой полуосью a, и ориентацией αe
в плоскости орбиты. Часть ГП попадает внутрь га-
(это угловое расстояние в плоскости орбиты между
зовой струи, т.е. реальный размер ГП на поверхно-
периастром диска и линией, соединяющей центры
сти диска меньше, однако излучение от “закрытой”
масс компонентов). Диск оптически непрозрачен,
части пятна компенсируется излучающими райо-
сложной формы — геометрически тонкий вблизи
нами на подветренной стороне струи. Все геомет-
поверхности белого карлика, и геометрически тол-
рические параметры выражены в единицах a0
стый на внешнем крае с углом раскрытия βd. Тем-
расстояния между центрами масс компонентов (в
пература каждой элементарной площадки на диске
программном коде принято, что a0 = 1).
определяется зависимостью T (r) = Tin(Rin/r)αg ,
где Rin — радиус первой орбиты вблизи первич-
4.2. Основные положения модели с пятнами
ной, Rin ∼ R1, а параметр αg зависит от вязко-
на поверхности вторичного компонента
сти газа αH в диске. В стационарном состоянии
диска значение αg = 0.75 [9], при уменьшении αg
Данная модель (будем называть ее “пятенной”)
поток от диска значительно возрастает из-за более
основана на описанной выше “комбинированной”
пологого распределения температуры диска вдоль
модели, в которую внесено следующее дополнение.
его радиуса. При расчете локальной температуры
На поверхности КК присутствуют одно или два
избранной элементарной площадки на диске учи-
“темных” пятна5, эффективная температура эле-
тывается ее нагрев излучением вторичного компо-
ментарной площадки в области этих пятен более
нента (данный эффект, как правило, незначителен),
низкая по сравнению с тем значением, которое пло-
а также нагрев высокотемпературным излучением,
щадка имела бы в отсутствие пятна, в Fs раз, т.е.
приходящим из внутренних областей диска.
T (xs, ys, zs) = FsT2(x, y, z). Предполагается, что
К другим излучающим компонентам относятся
значение параметра Fs внутри данного пятна по-
(подробное описание можно найти в работе [18]:
стоянно. Пятна в проекции на плоскость, касатель-
1. Область соударения газовой струи с диском,
ную к поверхности звезды в точке (xs, уs, zs), имеют
расположенная вблизи его боковой поверхности.
форму круга с радиусом Rs, который задается в
Взаимодействие струи и диска является безудар-
единицах ri радиуса звезды в рассматриваемой
ным, ударная волна возникает в узкой области
точке. Для определения положения центра пятна на
вдоль края струи (“горячая линия”, ГЛ), как след-
ее поверхности используются углы η и φ, где η
ствие взаимодействия набегающих потоков диска и
широта пятна, отсчитываемая от “носика” звезды
околодискового гало с веществом струи. Излуча-
в направлении задней полусферы (0 < η < 180),
ющая область ГЛ представлена усеченным эллип-
а φ— его долгота (0 < φ < 360), отсчитываемая
соидом, центр эллипсоида расположен в плоскости
от орбитальной плоскости по часовой стрелке;
орбиты внутри тела диска. Область энерговыделе-
нулевой меридиан лежит в плоскости орбиты на
ния в используемой модели состоит из двух обла-
левой полусфере звезды, если смотреть со стороны
стей на поверхности усеченного эллипсоида (части
первичного компонента. Условием попадания рас-
эллипсоида ГЛ вне тела диска) на его наветренной
сматриваемой площадки на поверхности звезды с
(ϕ ∼ 0.25) и подветренной (ϕ ∼ 0.75) сторонах.
координатами ее центра (x, y, z) или (r, η, φ) в
2. Горячее пятно (ГП) на боковой поверхности
область пятна является выполнение неравенства:
диска на подветренной стороне струи. Здесь излу-
(x - xs)2 + (y - ys)2 + (z - zs)2 < R2s.
чающая область представлена половиной эллипса,
В модели с двумя темными пятнами количество
центр которого U совпадает с точкой пересечения
искомых параметров увеличивается на 8, они непо-
оси газового потока с диском.
средственно связаны с темными пятнами. Поэтому
В итоговых таблицах мы приводим следующие
имеет смысл применять ее в ситуации, когда ос-
параметры областей взаимодействия газового по-
новные параметры (диска, ГЛ, ГП) зафиксированы
тока с боковой поверхностью диска, определенные
либо меняются в достаточно узком диапазоне зна-
в результате нашего анализа: это полуоси av, bv
чений.
и cv эллипсоида, часть которого вне тела диска
Для решения обратной задачи определения па-
описывает форму газового потока; максимальные
раметров системы в обеих моделях, при которых
температуры вещества струи на границе с диском
форма синтезированной кривой блеска максималь-
с наветренной (Tww,max) и подветренной (Tlw,max)
но приближена к наблюдаемой, используется ме-
сторон эллипсоида, при удалении от края диска
тод Нелдера-Мида [22]. При поиске глобального
температура вещества ГЛ уменьшается по косину-
соидальному закону; угол β1, образованный осью
5Количество пятен, в принципе, может быть любым, одна-
газового потока с линией, соединяющей компо-
ко, для описания каждого пятна требуется 4 независимых
ненты системы (вычисляется в процессе расчетов);
параметра (Rs, Fs, η, φ), так что даже при двух пятнах по-
радиус ГП на боковой поверхности диска Rsp
иск оптимальных параметров значительно усложняется.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
579
минимума невязки для каждой из кривых блеска
В результате первого этапа нашего анализа
задается несколько десятков различных начальных
были выбраны следующие значения базовых
приближений, так как при большом количестве
параметров: q = 1.34, i = 83.5, R1 = 0.0315ξ =
независимых переменных в исследуемой области
= 0.0167a0. Средний радиус вторичного компо-
параметров обычно существует набор локальных
нента определяется отношением масс в систе-
минимумов. Для оценки согласованности теоре-
ме, и для q = 1.34 составляет 〈R2 = 0.3649a0,
тической и наблюдаемой кривых блеска ТДС в
значение ξ = 0.5301a0. Температуры звезд не
рамках используемой модели вычислялась невязка
фиксировались, но были ограничены значениями
в критерии χ2 в виде:
температур звезд спектрального класса M0±2 V
(3400-3700 K [24]) для вторичного компонента, и
(mtheorj - mobsj)2
диапазоном 19 000-35 000 K для первичной из-за
χ2 =
,
σ2j
значительных колебаний полученных величин T1 у
j=1
разных кривых блеска на первом этапе расчетов.
В качестве энергетических единиц были приняты
где mtheorj и mobsj — звездные величины объекта в
F (Rc = 13.5) = 0.1658 × 10-9, FR = 0.0) =
j-ой орбитальной фазе, полученные теоретически
= 0.11477 × 10-9, и FV = 0.0) = 0.11056 ×
и из наблюдений соответственно, σj — дисперсия
наблюдений в j-ой точке, J — число нормальных
× 10-9
усл.ед. соответственно. Использование
точек на средней кривой блеска.
условных единиц обусловлено тем фактом, что
функция Планка, с помощью которой вычисляется
поток излучения от элементарных площадок на
5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
компонентах системы в единичном интервале
длин волн (в нашем случае — в сантиметрах),
Из-за сравнительно большого количества вход-
представляет собой поток энергии, проходящей
ных параметров (q, i, T1, T2, R1, Rd, A6, αe,
через площадку
1
см2, а единицей измерения
e < 0.25, αg, av, bv, cv, Tww,max, Tlw,max, Rsp), для
расстояний в программном коде является a0
ограничения области их изменения мы приняли во
расстояние между компонентами ТДС, a0 = 1, в
внимание данные, полученные ранее из спектраль-
физических единицах, например, в сантиметрах,
ных и фотометрических исследований (см. табл. 1).
эта величина заранее неизвестна.
Параметры синтезированных кривых для опи-
На втором этапе был выполнен поиск оптималь-
сания наблюдений вычислялись в два этапа. На
ных параметров системы. В табл. 3-5 представ-
первом этапе по наиболее “классическим” кривым
лены параметры компонентов системы для кривых
блеска определялись базовые параметры системы
блеска в фильтрах R (3 кривых), V (2 кривых) и Rc
(q, i, T1, T2, R1). Поскольку полученные кри-
(18 кривых), определенные в рамках “комбиниро-
вые блеска представляют собой последователь-
ванной” модели, как в спокойном состоянии, так и
ность однородных данных (наблюдения приведе-
во время вспышки. В табл. 6 приведены параметры
ны к одной инструментальной системе, исполь-
для 6 кривых блеска (JD 6805, 6834, 7108, 7167,
зовалась одна и та же звезда сравнения) можно
7267, 7271), вычисленные в рамках “пятенной”
наложить дополнительное ограничение на область
модели, поскольку, как отмечалось выше, форма их
допустимых параметров задачи. А именно, при
внезатменной части не поддается интерпретации в
наличии последовательности из нескольких кри-
“комбинированной” модели. В нижней части каж-
вых блеска для перевода потоков синтезированных
дой из таблиц даны усредненные за орбитальный
кривых блеска в звездные величины была исполь-
период вклады излучения различных компонентов в
зована единая энергетическая единица — поток от
суммарный поток. Погрешности полученных нами
системы F (m), соответствующий одной и той же
параметров оценивались путем задания условной
звездной величине m для всех используемых кри-
границы невязки 1.1χ2min для выбранной кривой
вых блеска в соответствующем фильтре. В этом
блеска. Данный способ оценки погрешности не
случае при сравнении синтезированных кривых
дает значение канонической ошибки соответству-
блеска с наблюдаемыми для определения парамет-
ющего параметра в критерии χ2, но позволяет оце-
ров системы можно использовать не только форму
нить его устойчивость к изменениям. Полученные
кривых, но и изменение уровня потока излучения.
таким образом значения погрешностей последнего
Подробное описание данной методики приведено
знака параметра приведены в скобках.
во многих наших работах (см., напр., [23], а также
На рис. 7, 8 показаны наблюдаемые неосред-
недавние работы [16, 17]).
ненные и синтезированные с параметрами из со-
ответствующих таблиц кривые блеска EX Dra в
6A — параметр параболоида, описывающего внутреннюю
(не боковую) поверхность диска; обычно A ∼ 6-12. Чем
фильтрах R и V , на рис. 9-11 в фильтре Rc в
меньше A, тем больше толщина внешнего края диска βd.
спокойном состоянии, на рис. 12 и 13 — во время
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
580
ХРУЗИНА и др.
Таблица 3. Параметры EX Dra, полученные в рамках “комбинированной” модели из анализа R и V кривых блеска
системы. Базовые параметры системы зафиксированы на значениях q = 1.34, i = 83.5, R1 =
0.0167a0, ξ = 0.530,
〈R2 = 0.365a0
JD 309 (R)
Параметр
JD 281 (V )
JD 295 (V )
JD 294 (R)
JD 316 (R)
вспышка
Δmmax
-0.18
-0.13
-0.04
-0.79
-0.09
Δmmin
1.96
2.01
1.67
1.32
1.53
T1, K
20500 ± 315
20540 ± 210
20310 ± 270
18770 ± 125
22610 ± 335
T2, K
3640 ± 35
3625 ± 10
3600 ± 20
3640 ± 40
3660 ± 25
Параметры аккреционного диска
e
0.001-0.04
0.001-0.04
0.001-0.01
0.001-0.02
0.002-0.02
Rd, ξ
0.40(2)
0.50(4)
0.51(1)
0.72(2)
0.49(4)
a, a0
0.21(1)
0.26(2)
0.27(1)
0.38(1)
0.26(2)
0.5βd,
1.6(2)
0.9(1)
1.51(1)
0.42(3)
1.5(1)
Tin, K
22360 ± 395
25190 ± 305
20930 ± 290
29570 ± 485
23180 ± 390
Tout, K
8065 ± 130
6350 ± 60
9330 ± 205
11800 ± 175
8415 ± 125
αg
0.436(9)
0.577(5)
0.352(6)
0.325(8)
0.411(8)
αe,
46 ± 2
60 ± 33
56 ± 10
64 ± 30
46 ± 3
Параметры горячей линии
av, a0
0.016(5)
0.027(8)
0.03(1)
0.0013(7)
0.008(2)
bv, a0
0.22(2)
0.28(1)
0.29(1)
0.29(4)
0.25(2)
cv, a0
0.0062(3)
0.0051(6)
0.007(5)
0.004(1)
0.007(1)
Tww,max, K
34560 ± 9550
41540 ± 11950
58745 ± 16440
63035 ± 17645
40740 ± 16650
Tlw,max, K
29560 ± 1220
34385 ± 870
53330 ± 2420
60840 ± 13250
36415 ± 1940
β1,
17 ± 3
20 ± 2
9±1
36 ± 2
21 ± 2
Радиус горячего пятна
Rsp, a0
0.14(4)
0.16(2)
0.16(1)
0.13(5)
0.15(4)
Вклады излучения компонентов в суммарный поток от системы Ffull
Звезда
0.30(1)
0.34(2)
0.38(1)
0.22(1)
0.40(1)
Белый карлик
0.13(2)
0.14(2)
0.06(1)
0.025(3)
0.08(1)
Диск с ГП
0.49(6)
0.39(5)
0.54(5)
0.74(6)
0.46(4)
ГЛ
0.08(2)
0.13(2)
0.02(1)
0.015(3)
0.06(1)
χ2
1146
1475
1959
5518
2086
вспышек, а на рис. 14 и 15 — Rc кривые блеска,
5.1. V кривые блеска. Спокойное состояние
синтезированные с параметрами из табл. 6, полу-
Анализ данных в фильтре V показывает (рис. 7,
ченными в рамках “пятенной” модели. Внизу или
табл. 3), что обе кривые блеска получены в спо-
справа для каждой даты показаны вклады излу-
койном состоянии системы. Полная амплитуда пе-
чения компонентов системы в суммарный поток в
ременности с течением времени не изменилась,
условных единицах.
немного уменьшилась глубина вторичного миниму-
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
581
Таблица 4. Параметры EX Dra, полученные в рамках “комбинированной” модели из анализа Rc кривых блеска
системы в неактивном состоянии, при фиксированных значениях базовых параметров (см. табл. 3)
Параметр
JD 6819
JD 6960
JD 7106
JD 7118
JD 7123
N
138
809-10
1504-5
1562
1586
Δmmax
13.93
14.09
14.11
14.20
14.29
Δmmin
15.53
15.57
15.58
15.61
15.61
T1, K
19475 ± 600
19615 ± 210
20265 ± 290
19475 ± 275
20055 ± 290
T2, K
3650 ± 22
3615 ± 17
3620 ± 17
3590 ± 12
3595 ± 20
Параметры аккреционного диска
e
0.009(8)
0.010(9)
0.005(4)
0.03(2)
0.02(2)
Rd, ξ
0.32(1)
0.39(3)
0.54(6)
0.62(3)
0.43(2)
a, a0
0.167(6)
0.21(2)
0.29(3)
0.32(2)
0.23(1)
0.5βd,
1.7(4)
0.9(1)
1.1(2)
0.9(1)
0.6(1)
Tin, K
20600 ± 725
21055 ± 280
20745 ± 400
19565 ± 100
23790 ± 470
Tout, K
12975 ± 425
9890 ± 95
6730 ± 110
6355 ± 20
8210 ± 100
αg
0.23(2)
0.427(8)
0.448(8)
0.435(6)
0.58(1)
αe,
54 ± 40
60 ± 11
61 ± 45
45 ± 1
64 ± 2
Параметры горячей линии
av, a0
0.010(9)
0.040(4)
0.04(2)
0.05(3)
0.033(6)
bv, a0
0.16(4)
0.208(4)
0.31(2)
0.32(2)
0.236(6)
cv, a0
0.005(1)
0.004(1)
0.006(1)
0.006(1)
0.003(1)
Tww,max, K
37920 ± 30845
56090 ± 13875
47690 ± 10170
33205 ± 12605
41740 ± 12765
Tlw,max, K
38095 ± 7560
52445 ± 1625
38175 ± 2060
33195 ± 3505
47245 ± 4690
β1,
12 ± 2
12 ± 1
14 ± 1
12 ± 1
15 ± 1
Радиус горячего пятна
Rsp, a0
0.12(5)
0.19(2)
0.14(2)
0.15(4)
0.17(2)
Вклады излучения компонентов в суммарный поток от системы Ffull
Звезда
0.400(7)
0.446(8)
0.476(8)
0.455(7)
0.523(2)
Белый карлик
0.066(9)
0.088(9)
0.084(9)
0.090(9)
0.104(9)
Диск с ГП
0.52(6)
0.40(3)
0.37(4)
0.40(3)
0.32(3)
ГЛ
0.014(3)
0.066(9)
0.07(2)
0.055(9)
0.053(8)
χ2
4030
1661
1961
5103
3393
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
582
ХРУЗИНА и др.
Таблица 4. Окончание
Параметр
JD 7124
JD 7182
JD 7267
JD 7463
JD 7551
N
1590-1
1867
2271
3205-6
3624-5
Δmmax
13.92
14.31
14.28
14.44
14.36
Δmmin
15.60
15.59
15.60
15.69
15.67
T1, K
21240 ± 240
19035 ± 100
20385 ± 310
18635 ± 325
18560 ± 295
T2, K
3615 ± 18
3605 ± 19
3605 ± 23
3560 ± 28
3565 ± 20
Параметры аккреционного диска
e
0.02(1)
0.003(1)
0.03(2)
0.01(1)
0.03(2)
Rd, ξ
0.52(6)
0.351(1)
0.49(6)
0.42(2)
0.31(9)
a, a0
0.27(3)
0.185(1)
0.25(3)
0.220(9)
0.161(5)
0.5βd,
0.9(1)
0.5(1)
0.9(2)
0.8(1)
1.1(1)
Tin, K
25735 ± 330
19155 ± 85
23220 ± 390
18635 ± 335
20695 ± 480
Tout, K
7775 ± 75
7380 ± 25
6515 ± 90
7105 ± 80
9480 ± 130
αg
0.521(9)
0.449(1)
0.52(1)
0.50(1)
0.57(1)
αe,
67 ± 45
40 ± 3
69 ± 2
47 ± 2
86 ± 2
Параметры горячей линии
av, a0
0.04(1)
0.022(1)
0.03(2)
0.030(6)
0.024(1)
bv, a0
0.32(1)
0.308(1)
0.30(2)
0.270(5)
0.147(8)
cv, a0
0.006(1)
0.002(1)
0.005(1)
0.003(1)
0.003(1)
Tww,max, K
29145 ± 3825
73425 ± 6045
30895 ± 7320
50520 ± 10185
75620 ± 31820
Tlw,max, K
37060 ± 3085
50635 ± 2245
31830 ± 4175
43040 ± 1230
66480 ± 2600
β1,
17 ± 2
9±1
12 ± 2
9±1
11 ± 1
Радиус горячего пятна
Rsp, a0
0.14(2)
0.09(3)
0.10(4)
0.18(2)
0.17(2)
Вклады излучения компонентов в суммарный поток от системы Ffull
Звезда
0.436(9)
0.518(9)
0.51(1)
0.526(8)
0.556(9)
Белый карлик
0.088(8)
0.102(9)
0.11(1)
0.112(9)
0.108(9)
Диск с ГП
0.39(3)
0.22(2)
0.33(3)
0.28(2)
0.29(3)
ГЛ
0.086(9)
0.16(3)
0.05(1)
0.082(9)
0.046(7)
χ2
1626
1176
1294
2233
2163
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
583
Таблица 5. Параметры EXDra, полученные в рамках “комбинированной” модели из анализа Rc кривых блеска
системы во время вспышки, при фиксированных значениях базовых параметров (см. табл.3)
Параметр
JD 6790
JD 6806
JD 6916
JD 7089
JD 7090
JD 7091
JD 7456
JD 7457
N
0
76
600
1424
1428-9
1433-4
3171
3176-77
Δmmax
13.00
12.94
13.31
13.03
13.06
13.24
12.74
12.91
Δmmin
15.09
15.37
15.41
15.29
15.33
15.44
15.21
15.31
T1, K
20690 ±
19970 ±
21490 ±
20275 ±
20255 ±
20940 ±
18890 ±
20450 ±
± 425
± 550
± 240
± 110
± 225
± 160
± 233
± 155
T2, K
3624 ± 44
3650 ± 6
3640 ± 44
3610 ± 24
3645 ± 44
3650 ± 20
3650 ± 45
3605 ± 15
Параметры аккреционного диска
e
0.003(3)
0.036(35)
0.017(27)
0.005(4)
0.005(15)
0.016(8)
0.01(2)
0.026(9)
Rd, ξ
0.72(3)
0.648(2)
0.67(2)
0.690(6)
0.659(14)
0.592(9)
0.678(10)
0.700(8)
a, a0
0.38(2)
0.332(1)
0.349(9)
0.364(4)
0.348(8)
0.309(5)
0.357(5)
0.362(4)
0.5βd,
0.6(1)
0.7(1)
1.6(2)
1.4(1)
0.7(1)
1.6(1)
1.0(1)
0.8(1)
Tin, K
24195 ±
24605 ±
29710 ±
27200 ±
24785 ±
28825 ±
31780 ±
33420 ±
± 540
± 700
± 395
± 165
± 335
± 275
± 395
± 340
Tout, K
12650 ±
12400 ±
8815 ±
10350 ±
12515 ±
10275 ±
11585 ±
11155 ±
± 235
± 330
± 110
± 55
± 140
± 90
± 130
± 105
αg
0.25(1)
0.24(1)
0.423(5)
0.335(3)
0.267(5)
0.375(4)
0.348(5)
0.374(3)
αe,
74 ± 40
73 ± 15
60 ± 2
68 ± 35
81 ± 1
59 ± 1
61 ± 2
73 ± 2
Параметры горячей линии и горячего пятна на диске
av, a0
0.08(2)
0.043(26)
0.030(22)
0.079(12)
0.079(17)
0.052(24)
0.07(1)
0.049(13)
bv, a0
0.25(3)
0.36(1)
0.31(2)
0.259(7)
0.338(18)
0.278(11)
0.335(14)
0.25(2)
cv, a0
0.006(1)
0.007(2)
0.011(2)
0.013(1)
0.005(1)
0.010(1)
0.009(1)
0.007(1)
Tww,max, K
77670 ±
86470 ±
46520 ±
33650 ±
36275 ±
48535 ±
56010 ±
108475 ±
± 35700
± 35170
± 22220
± 16690
± 13700
± 21145
± 19465
± 38540
Tlw,max, K
59360
58965 ±
39050 ±
30660 ±
36390 ±
39730 ±
44120 ±
78880 ±
± 2545
± 6895
± 2835
± 600
± 3125
± 1385
± 1760
± 2560
β1,
30 ± 6
18 ± 7
17 ± 3
24 ± 2
20 ± 1
17 ± 2
22 ± 3
27 ± 2
Rsp, a0
0.13(5)
0.12(9)
0.13(3)
0.21(2)
0.19(3)
0.16(3)
0.20(3)
0.17(3)
Вклады излучения компонентов в суммарный поток от системы Ffull
Звезда
0.176(4)
0.188(6)
0.277(1)
0.198(7)
0.199(5)
0.267(9)
0.196(9)
0.224(15)
БК
0.033(3)
0.032(4)
0.045(5)
0.030(4)
0.034(3)
0.039(5)
0.022(3)
0.030(3)
Диск с ГП
0.77(5)
0.72(6)
0.66(5)
0.75(6)
0.73(5)
0.66(5)
0.73(5)
0.73(5)
ГЛ
0.019(3)
0.06(1)
0.018(3)
0.022(5)
0.037(6)
0.034(7)
0.052(8)
0.016(3)
χ2
5565
3478
2662
508
1750
1214
3121
1716
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
584
ХРУЗИНА и др.
Таблица 6. Параметры EXDra, полученные в рамках модели с пятнами на вторичной из анализа Rc кривых блеска
системы во время вспышки, при фиксированных значениях базовых параметров (см. табл.3)
Параметр
JD 6805
JD 6834
JD 7108
JD 7167
JD 7268
JD 7271
N
71
209
1514
1795
2276
2290-1
Δmmax
13.43
14.13
14.30
14.19
14.44
14.55
Δmmin
15.52
15.53
15.61
15.59
15.64
15.64
T1, K
21655 ± 205
21660 ± 5
21245 ± 280
20550 ± 330
20215 ± 190
19345 ± 145
T2, K
3645 ± 27
3650 ± 40
3605 ± 13
3610 ± 25
3590 ± 18
3595 ± 10
Параметры аккреционного диска
e
0.034(7)
0.08(2)
0.13(2)
0.06(3)
0.016(2)
0.019(3)
Rd, ξ
0.57(2)
0.69(1)
0.42(3)
0.49(5)
0.43(4)
0.34(1)
a, a0
0.291(12)
0.337(7)
0.199(12)
0.243(22)
0.225(23)
0.175(5)
0.5βd,
1.2(1)
0.74(1)
0.85(8)
1.1(1)
0.9(1)
0.7(1)
Tin, K
32750 ± 330
26440 ± 100
23715 ± 430
21520 ± 445
21510 ± 280
20060 ± 220
Tout, K
9375 ± 80
6935 ± 20
7610 ± 110
7235 ± 125
6170 ± 75
7735 ± 80
αg
0.479(6)
0.546(1)
0.545(12)
0.460(9)
0.501(8)
0.417(6)
αe,
59 ± 2
104 ± 1
71 ± 2
57 ± 1
65 ± 5
62 ± 21
Параметры горячей линии (ГЛ) и горячего пятна на диске
av, a0
0.055(2)
0.037(1)
0.019(3)
0.035(8)
0.020(9)
0.016(4)
bv, a0
0.263(9)
0.247(1)
0.263(11)
0.296(9)
0.294(8)
0.269(8)
cv, a0
0.008(1)
0.006(1)
0.004(1)
0.006(1)
0.004(1)
0.003(1)
Tww,max, K
73115 ± 18140
101900 ± 80
34520 ± 4600
48255 ± 9400
37290 ± 4550
37385 ± 3545
Tlw,max, K
54975 ± 1565
79475 ± 60
38475 ± 3700
38035 ± 1345
28345 ± 1080
28510 ± 1750
β1,
20 ± 1
26 ± 1
11 ± 1
11 ± 2
12 ± 2
11 ± 2
Rsp, a0
0.19(2)
0.11(2)
0.11(2)
0.12(3)
0.08(2)
0.04(2)
Параметры темных пятен на вторичной
Rs1, R2(i)
0.39(6)
0.40(6)
0.19(7)
0.49(7)
0.34(5)
0.39(4)
fs1
0.93(3)
0.87(9)
0.93(5)
0.94(3)
0.90(7)
0.96(1)
ηs1,
29 ± 3
73 ± 31
20 ± 14
35 ± 10
49 ± 11
38 ± 6
φs1,
34 ± 20
23 ± 21
24 ± 22
22 ± 14
22 ± 13
44 ± 15
Rs2, R2(i)
0.26(9)
0.60(9)
0.23(8)
0.31(2)
0.31(9)
0.49(1)
fs2
0.8(2)
0.33(5)
0.91(8)
0.99(1)
0.85(9)
0.90(6)
ηs2,
43 ± 7
85 ± 6
97 ± 23
21 ± 20
99 ± 6
92 ± 2
φs2,
102 ± 16
208 ± 11
149 ± 59
121 ± 30
128 ± 15
154 ± 3
Вклады излучения компонентов в суммарный поток от системы Ffull
Звезда
0.32(2)
0.43(1)
0.51(2)
0.45(1)
0.50(1)
0.50(1)
БК
0.056(5)
0.10(1)
0.12(1)
0.10(1)
0.12(1)
0.12(1)
Диск с ГП
0.59(4)
0.46(3)
0.29(2)
0.38(3)
0.32(2)
0.32(3)
ГЛ
0.034(5)
0.015(3)
0.08(2)
0.07(2)
0.06(1)
0.06(1)
χ2
2151
6867
1704
1682
853
464
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
585
ΔV
0
0.5
1.0
1.5
JD 281
JD 295
2.0
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
FV
6
3
4
3
2
2
2
1
1
4
4
0
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
Рис. 7. Наблюдения EX Dra в 2010 г. в фильтре V , полученные в обсерватории Ондржейов. Вверху точками показаны
неосредненные кривые блеска, сплошными линиями— теоретические кривые блеска, синтезированные с параметрами
из табл. 3. Внизу — вклады в суммарный поток (в условных единицах) излучения белого карлика (1), вторичной (2),
аккреционного диска с горячим пятном (3) и горячей линии (4).
ма и уменьшилась амплитуда флуктуаций потока.
в пределах погрешностей, также не изменились (в
Из сравнения параметров, полученных для кривых
пределах ошибок) ни температура звезды T2, ни
блеска JD 281 и JD 295, следует, что радиус диска
размеры и температуры горячего пятна и горячей
вырос с 0.4ξ до 0.5ξ, при этом толщина внешнего
линии.
края диска уменьшилась почти в 2 раза. Более
крутое распределение температуры вдоль радиуса
5.2. R кривые блеска
диска из-за роста αg в 1.3 раза привело к охла-
ждению температуры на внешнем крае диска на
В фильтре R из трех кривых блеска (JD 294,
1700 K, несмотря на более высокую темпера-
309, 316) только одна (JD 309) была получена во
туру Tin (почти на 3000 K) в пограничном слое.
время вспышки (см. рис. 8). Полная амплитуда
Формально усредненный по периоду вклад диска
переменности составила 1.78m, 2.08m и 1.62m для
в суммарный поток Fd/Ffull в пределах погреш-
JD 294, 309 и 316 соответственно, но форма кривой
ностей не изменился. Азимут струи β1 зависит от
блеска JD 309 заметно изменилась, и внезатмен-
скорости звука вещества на поверхности звезды,
ный блеск вырос на 0.6-0.7m по сравнению с
которая, в свою очередь, зависит от температуры
кривыми блеска в соседние даты в неактивном
газа. Уменьшение величины β1 свидетельствует об
состоянии. Температура красного карлика T2 в на-
увеличении скорости истечения вещества
M из
чале вспышки и после выхода из нее не изменилась
звезды, а ее увеличение — о замедлении соответ-
в пределах погрешности. Температура белого кар-
ственно. В нашем случае азимут потока постоянен
лика во время вспышки немного снизилась (8%),
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
586
ХРУЗИНА и др.
ΔR
-0.5
0
0.5
1.0
JD 294
JD 309
JD 316
1.5
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
FR
3
15
10
3
5
3
2
2
2
1
1
4
0
4
4
1
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Рис. 8. Наблюдения EX Dra в
2010 г. в фильтре R, полученные в обсерватории Ондржейов. Обозначения те же, что на
рис. 7.
Rc
14.0
14.5
15.0
JD 6819
JD 6960
JD 7106
JD 7118
15.5
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
F
6
3
4
2
2
2
2
3
3
3
2
4
4
1
1
1
4
1
0
4
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
Рис. 9. Наблюдения EX Dra в 2014-2015 гг., полученные на Крымской астрономической станции ГАИШ в фильтре Rc в
период неактивного состоянии системы. Обозначения те же, что на рис. 7.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
587
Rc
14.0
14.5
15.0
JD 7123
JD 7124
JD 7182
JD 7267
15.5
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
F
4
3
2
2
2
2
4
3
2
3
3
1
1
1
4
1
4
4
0
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
Рис. 10. То же, что на рис. 9. Наблюдения EX Dra в 2015 г.
Rc
14.5
15.0
JD 7463
JD 7551
15.5
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
F
3
2
2
2
3
3
1
4
1
1
4
0
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Рис. 11. То же, что на рис. 9. Наблюдения EX Dra в 2016 г.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
588
ХРУЗИНА и др.
Rc
13.0
13.5
14.0
14.5
JD 6790
JD 6806
JD 6916
JD 7089
15.0
15.5
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
F
20
3
3
3
15
3
10
5
4
2
2
2
2
1
4
1
4
1
0
1
4
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Рис. 12. Наблюдения EX Dra в 2014-2015 гг., полученные на Крымской астрономической станции ГАИШ в фильтре Rc
во время вспышек. Обозначения те же, что на рис. 7.
Rc
13
14
JD 7090
JD 7091
JD 7456
JD 7457
15
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
F
3
20
3
3
15
3
10
5
2
2
2
2
4
4
4
4
1
1
1
0
1
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
0
0.5
1.0 ϕ
Рис. 13. То же, что на рис. 12. Наблюдения EX Dra 8-9 марта 2015 г. и 8-9 марта 2016 г.
а после вспышки возросла на6% в сравнении с
изменения во время вспышки наблюдаются только
довспышечным значением. Параметры ГЛ и ГП в
у параметров диска. В спокойном состоянии радиус
пределах погрешностей не изменились. Значимые
диска сохраняется на уровне 0.5ξ, полутолщина его
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
589
Rc
F
13.5
10
JD 6805
14.0
3
14.5
5
2
15.0
ϕ = 0.517
15.5
1
0
4
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Rc
F
14.0
JD 6834
14.5
4
3
15.0
2
2
1
ϕ = 0.488
15.5
0
4
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Рис. 14. Кривые блеска EX Dra, полученные в 2014 г. в фильтре Rc (спокойное состояние). Слева — неосредненные
(точки) и теоретические кривые блеска (линии), синтезированные в “пятенной” модели с параметрами из табл. 6. В
центре — вклады излучения в суммарный поток от системы (в условных единицах) белого (1) и красного (2) карликов,
аккреционного диска с горячим пятном (3) и горячей линии (4). Справа — схематичные изображения системы в указанной
на рисунке орбитальной фазе.
внешнего края1.5. Во время вспышки радиус
5.3. Rc кривые блеска
диска возрастает до0.7ξ, а толщина его края
В фильтре Rc наши данные более многочис-
уменьшается до0.4. Таким образом, в спокой-
ленны, однако, в отличие от данных в фильтрах V
ном состоянии объем диска в среднем в1.2 раза
больше, чем во время вспышки, следовательно,
и R они распределены неравномерно в интервале
N ∼ 0 - 3625, где N —номер орбитального цик-
при вспышке диск, хотя и больше по радиусу, но
ла относительно первого минимума, наблюдаемо-
более тонкий, более плотный и более горячий (Tin,
го в данном фильтре (N = 0 для JD 6790.48864,
Tout диска выше, чем в покое, профиль темпера-
см. табл. 2). Проследить последовательные изме-
туры менее крутой), чем до вспышки и после нее.
нения параметров системы нельзя, однако можно
Вклад излучения компонентов системы в суммар-
выделить несколько интересных групп.
ный поток в спокойном состоянии в пределах по-
грешностей совпадает, а во время вспышки вклад
1. Кривые блеска JD 6805 (N = 71, табл. 6),
излучения диска (средний по периоду) достигает
JD 6806 (N = 76, табл. 5), и близкая к ним JD 6819
0.74(6) от суммарного потока, т.е. он в 1.5 раза
(N = 138, табл. 4). Кривая JD 6806 получена
выше, чем в покое. Изменение азимута β1 струи
во время вспышки, кривые JD 6805 и 6819 — в
свидетельствует о высоком темпе истечения веще-
спокойном состоянии системы. Перед вспышкой
ства перед вспышкой, его резком замедлении во
(JD 6805) на поверхности красного карлика в
время вспышки и о возвращении к значению β1
районе “носика” звезды наблюдаются холодные
20 после нее.
“пятна” радиусом (0.3-0.4) от радиуса карлика в
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
590
ХРУЗИНА и др.
Rc
F
14.5
2
3
2
3
15.0
1
1
4
JD 7108
15.5
0
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
F
Rc
4
14.5
2
3
3
2
15.0
4
1
1
JD 7167
15.5
0
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Rc
F
14.5
3
2
3
2
15.0
1
4
1
JD 7268
15.5
0
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
F
Rc
14.5
3
2
2
15.0
1
4
1
15.5
JD 7271
0
0
0.5
1.0
ϕ
0
0.5
1.0
ϕ
Рис. 15. Наблюдения EX Dra в
2015 г. в фильтре Rc в неактивном состоянии. Слева — неосредненные (точки) и
теоретические кривые блеска, синтезированные в “пятенной” модели с параметрами из табл. 6. Справа — вклады
излучения компонентов системы в суммарный поток в условных единицах, обозначения те же, что на рис. 14.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
591
рассматриваемой области (см. рис. 14), контраст
лежит вблизи “носика” звезды, вызывая искаже-
невелик (0.8-0.9), но магнитные поля пятен, и
ние эллипсоидальной формы вклада вторичного
общее понижение температуры здесь способствуют
компонента. Остальные кривые блеска удается
снижению скорости истечения вещества.
описать в рамках модели без пятен. У последней
кривой блеска (JD 7124) наблюдается заметное
Сравнение параметров системы показывает, что
возрастание потока излучения, как от диска, так и
радиус диска непосредственно перед вспышкой
от ГП и ГЛ. Если допустить, что в данной группе мы
меньше, чем в последующие даты (Rd/ξ ∼ 0.57,
наблюдаем предвспышечное состояние системы,
0.65 и 0.32 для JD 6805, 6806 и 6819 соответ-
то оно сопровождается появлением пятен на вто-
ственно), при этом толщина его внешнего края
ричном компоненте в районе “носика” звезды. При
больше, чем во время вспышки (0.5βd 1.2, 0.7
этом наблюдается сравнительно высокая скорость
и 1.7 соответственно), после вспышки видимый
истечения вещества (β1 11-12); через про-
радиус диска уменьшается почти в 2 раза с соот-
межуток времени порядка (20-30)Porb скорость
ветствующим увеличением толщины его внешнего
истекающего вещества падает (β1 15-17),
края. Перед вспышкой распределение температуры
радиус диска сначала уменьшается (JD
7123,
вдоль радиуса диска ближе к равновесному, чем в
Rd/ξ ∼ 0.43), а затем возрастает (JD
7124,
момент вспышки и после нее (αg 0.48, 0.24 и 0.23
Rd/ξ ∼ 0.52), одновременно с этим растет и излу-
соответственно), но в целом значения параметра αg
чение от ГП.
во вспышке и в спокойном состоянии сравнимы.
Изменение температуры на внешнем крае диска
мало (Tout 9400-13 000 K), в пограничном слое
6. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ
перед вспышкой она достигает Tin 33 000 К, а
РЕЗУЛЬТАТОВ
во время вспышки и после нее снижается (Tin
Баптиста в серии своих работ для объясне-
25 000 и 20 500 K).
ния вспышек карликовых новых рассматривает
2. Кривые блеска JD 7089 (N = 1424), JD 7090
две модели [14, 25-27]. Согласно модели MTIM
(N = 1428-9), JD 7091 (N = 1433-4). Все три
(Mass Transfer Instability Model) [28] вспышка есть
кривые блеска получены во время вспышки
зависящий от времени отклик вязкого аккреци-
(табл. 5), наибольший поток наблюдался в первую
ионного диска на рост темпа переноса вещества
дату. Длительность вспышки составляет, как
от звезды-донора. В модели DIM (Disk Instability
минимум, 10Porb. Параметры меняются следующим
Model) [29] вещество переносится с почти посто-
образом для JD 7089, 7090, 7091 соответственно:
янной скоростью в диск с низкой вязкостью α07
T2 = 3610, 3645, 3650 K; β1 = 24, 20, 17; Rs =
и аккумулируется до тех пор, пока не достигается
= 0.69, 0.66, 0.59; 0.5βd = 1.4, 0.7, 1.6; αg =
критическая поверхностная плотность на данном
= 0.34, 0.27, 0.38; Tin = 27 000, 25 000, 29 000 K;
радиусе. Возникает горячая волна, приводящая к
Tout = 10 300, 12 500, 10 300 K; Fd/Ffull = 0.75,
переключению диска в высоковязкий режим (α ∼
0.73, 0.66; Tlw,max/1000 = 30-31, 33-39, 38-41;
0.1α0), позволяющий газу быстро распростра-
Rsp/a0 = 0.21, 0.19, 0.16.
няться внутрь и аккрецировать на белый карлик.
Для модели MTIM предсказаны малые измене-
3. Кривые блеска во вспышке (табл. 5) JD 7456
ния параметра α при переходе от спокойного со-
(N = 3171), JD 7457 (N = 3176-7), и в покое
стояния к активному (вспышка); яркий, стационар-
JD 7463 (N = 3205-6, табл. 4). Во вспышке пара-
ный диск реагирует на изменения темпа истечения
метры диска близки к тем, что получены для груп-
пы 2, вклад в суммарный поток в максимуме сохра-
вещества
M за такой же короткий интервал време-
няется на уровне 73%, а значение αg 0.35-0.37.
ни, как и во время вспышки. Вследствие всплеска
При переходе в спокойное состояние радиус диска
M модель предсказывает переполнение газового
уменьшается до 0.42ξ, как и в группе 1, умень-
потока и усиление эмиссии вдоль его траекто-
шается и температура диска в пограничном слое
рии за пределами аккреционного диска в начале
и на внешнем крае, распределение температуры
вспышки. Диск реагирует на внезапное добавление
приближается к равновесному.
вещества с низким удельным угловым моментом
сокращением размеров, затем он расширяется из-
4. Кривые блеска в спокойном состоянии
за перераспределения углового момента. Вязкость
JD 7106 (N = 1504-5, табл. 4), JD 7108 (N =
= 1514, табл. 6), JD 7118 (N = 1562, табл. 4),
[
](
)-1/2
vh
vf
Tf
JD 7123 (N = 1586, табл. 4), JD 7124 (N = 1590-
7Здесь α0
= 0.082
[30];
cs
км/с
18 000 K
-91, табл.
4). Для одной из кривых блеска
vf — скорость фронта ударной волны, распростра-
(JD 7108) смещение вторичного минимума на фазу
няющейся по аккреционному диску, cs — скорость звука
ϕ∼0.6предполагает наличиепятеннаповерхности
внутри этого фронта, Tf — температура вещества в
вторичного компонента, одно из которых также
ударной волне.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
592
ХРУЗИНА и др.
спокойного диска примерно такая же, как во время
ее малым изменением при переходе из спокойного
вспышки, α ∼ 0.2-0.7 в зависимости от системы.
состояния в активное, а также сжатием аккреци-
Объекты, для которых справедлива эта модель
онного диска и ростом излучения от ГП и ГЛ перед
вспышек, получили название DDNs-системы.
вспышкой.
В модели DIM для обеспечения наблюдаемых
длительности и амплитуды вспышки необходимо,
чтобы вязкость диска в покое была на порядок
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
величины меньше, чем во время вспышки. Эта
модель предсказывает неяркий нестационарный
Получены долговременные фотометрические
диск в состоянии покоя со слабым откликом на
наблюдения карликовой новой EX Dra, системы
изменения
M, здесь нет ни усиленного газового
с большим орбитальным периодом, в спокой-
потока, ни сжатия диска перед вспышкой, диск
ном, предвспышечном и активном состояниях.
просто расширяется до максимально возможного
Наблюдения выполнены на двух обсерватори-
размера. Истекающее вещество аккумулируется в
ях — Крымской астрономической станции ГАИШ
нестабильном, низковязком диске. Распределение
(2014-2016 гг.) и обсерватории Астрономического
радиальной температуры во вспышке близко к
института Чешской академии наук в п. Ондржейов
зависимости T ∼ R-3/4 (αg 0.75), которое ожи-
(2010 г.) в фильтрах Rc, V , R. Проведенный анализ
дается для непрозрачного стационарного (steady-
этих наблюдений позволил сделать следующие
state) диска [31], в то время как в спокойном состо-
выводы.
янии это распределение довольно плоское, αg
1. Орбитальный период системы, найденный
0.75, с Td < 6000 K везде [32]. То есть вязкость
по нашим наблюдательным данным, подтверждает
аккреционного диска много ниже в покое, чем во
полученное ранее значение [4].
вспышке, диск далек от стационарного. Объекты,
для которых справедлива эта модель вспышек, в
2.
“Комбинированная” модель, учитывающая
свою очередь называют MDNs-системами.
наличие горячего пятна на боковой поверхности
аккреционного диска и вклад излучения струи
Таким образом, анализ наблюдательных данных
вблизи внешнего края диска, позволяет определить
свидетельствует о существовании двух различных
параметры EX Dra в разных стадиях активности
групп карликовых новых. В то время как вспышки
системы для 80% изученных кривых блеска.
одной группы могут быть поняты в модели DIM,
вспышки карликовых новых другой группы могут
3. Анализ остальных 20% (6 кривых блеска) не
быть объяснены только с точки зрения модели
дал удовлетворительной аппроксимации наблюда-
MTIM. И вопрос не в том, какая модель спра-
тельных кривых блеска теоретическими, поэтому
ведлива, а какая — нет, а в том, какой механизм
было введено дополнительное предположение о
следует применить к конкретной системе.
наличии темных пятен на поверхности вторично-
О принадлежности к группе также говорит мор-
го компонента. Для описания таких кривых ис-
фология кривой блеска затменной системы: т.к. в
пользована “пятенная” модель, учитывающая при-
модели DIM предполагается, что аккреция на БК
сутствие на поверхности вторичного компонента
низкая, на кривых блеска в спокойном состоянии
одного-двух темных пятен. Учет их присутствия
преобладает излучение ГП (мощный орбитальный
позволил качественно воспроизвести вторичные
горб) и наблюдается двухступенчатое затмение. С
минимумы на фазах, отличающихся от ϕ ∼ 0.5.
другой стороны, вязкие диски в покое в моде-
4. Детальное рассмотрение поведения получен-
ли MTIM подавляют излучение ГП, наблюдаемый
на кривых блеска орбитальный горб слабый или
ных нами параметров системы, их изменений при
переходе из спокойного состояния в активное под-
отсутствует вообще, а гладкие “бесступенчатые”
профили затмения подобны тем, что наблюдаются
тверждает принадлежность EX Dra к системам
у новоподобных систем.
DDNs, для которых справедлива модель вспышки
MTIM, т.е. вспышка в системе карликовой новой
Сравнение карт затмений на стадии роста блес-
EX Dra вызвана усиленным истечением вещества
ка в начале вспышки и в спокойном состоянии
со вторичного компонента.
позволяет предположить, что вспышки в системе
EX Dra вызываются эпизодами усиленного исте-
5. На данном этапе исследований нельзя исклю-
чения вещества из вторичного компонента [7, 14],
чить влияние пятенной активности на поверхно-
как предсказывает модель MTIM. Анализ наших
сти вторичного компонента позднего спектрально-
наблюдений катаклизмической переменной EX Dra
го класса на изменения темпа истечения вещества
свидетельствует о принадлежности данной систе-
из звезды. Для подтверждения данного предполо-
мы к объектам DDNs. Это обусловлено высо-
жения необходимы дальнейшие наблюдения объ-
кой вязкостью вещества в аккреционном диске,
екта.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАТМЕННОЙ
593
ФИНАНСИРОВАНИЕ
12.
D. A. Smith and V. S. Dhillon, Monthly Not. Roy.
Astron. Soc. 301, 767 (1998).
Авторы благодарят Российский фонд фунда-
13.
C. Knigge, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 373, 484
ментальных исследований за финансовую под-
(2006).
держку (грант РФФИ № 17-52-53200). Работа
14.
R. Baptista, Mem. Soc. Astron. Ital. 83, 530 (2012).
Т.С. Хрузиной (моделирование) поддержана гран-
15.
C. Hellier, J. Kemp, T. Naylor, F. M. Bateson,
том Программы развития МГУ Ведущая научная
A. Jones, D. Overbeek, R. Stubbings, and K. Mukai,
школа “Физика звезд, релятивистских объектов и
Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 313, 703 (2000).
галактик”.
16.
Т. С. Хрузина, И. Б. Волошина, В. Г. Метлов,
Астрон. журн. 93(11), 942 (2016).
БЛАГОДАРНОСТИ
17.
Т. С. Хрузина, И. Б. Волошина, Ш. Цянь, В. Г. Мет-
лов, Астрон. журн. 95(1), 35 (2018).
Авторы благодарят докторов К. Хорноч, Я. Вра-
18.
Т. С. Хрузина, Астрон. журн. 88(5), 463 (2011).
стил и Х. Кусакову за помощь в получении наблю-
19.
Т. С. Хрузина, А. М. Черепащук, Астрон. журн.
дений на обсерватории Ондржейов и В.П. Горан-
72(2), 203 (1985).
ского за предоставление программы определения
20.
A. M. Cherepashchuk, N. A. Katysheva,
периодов.
T. S. Khruzina, S. Yu. Shugarov, A. M. Tatarnikov,
M. A. Burlak, and N. I. Shatsky, Monthly Not. Roy.
Astron. Soc. 483, 1067 (2019).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
21.
L. B. Lucy, Zeitschrift f ¨ur Astrophysik 65, 89 (1967).
1. B. Warner, Cataclysmic Variable Stars, Cambridge
22.
Д. Химмельблау, Прикладное нелинейное про-
Astrophysics Series 28 (Cambridge: Cambridge Univ.
Press, 1995).
граммирование (М.: Мир, 1975), c. 163.
2. N. Bade, H.-J. Hagen, and D. Reimers, 23 Eslab
23.
Т. С. Хрузина, А. М. Черепащук, Д. В. Бисикало,
Symp., edited by J. Hunt and B. Battrick (ESA SP-
А. А. Боярчук, О. А. Кузнецов, Астрон. журн. 80(3),
296; Noordwijk: ESA), 883 (1989).
239 (2003).
3. H. Barwig, H. Fiedler, D. Reimers, N. Bade, in
24.
G. M. H. J. Habets and J. R. W. Heintze, Astron. and
Abstracts of IAU Symp.
165
“Compact Stars
Astrophys. Suppl. Ser. 46, 193 (1981).
in Binary Systems”, edited by H. van Woerden
25.
R. Baptista and M. S. Catal ´an, Astrophys. J. 539, L55
(Dordrecht: Kluwer), 89 (1993).
(2000).
4. L. Pilar ˇcik, M. Wolf, P. A. Dubovsk ´y, K. Hornoch,
26.
R. Baptista and A. Bortoletto, Astron. J. 128, 411
and L. Kotkov ´a, Astron. and Astrophys. 539, id. A153
(2004).
(2012).
27.
R. Baptista, R. F. Santos, M. Fa ´undez-Abans, and
5. I. Billington, T. R. Marsh, and V. S. Dhillon, Monthly
Not. Roy. Astron. Soc. 278, 673 (1996).
A. Bortoletto, Astron. J. 134, 867 (2007).
6. H. Fiedler, H. Barwig, and K. H. Mantel, Astron. and
28.
G. T. Bath, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 171, 311
Astrophys. 327, 173 (1997).
(1975).
7. R. Baptista, M. S. Catal’an, and L. Costa, Monthly
29.
J. P. Lasota, New Astronomy Review 45, 449 (2001).
Not. Roy. Astron. Soc. 316, 529 (2000).
30.
J. K. Cannizzo, in Accretion Disks in Compact
8. A. W. Shafter and J. N. Holland, Publ. Astron. Soc.
Stellar Systems, edited by J. C. Wheeler (Singapore:
Pacific 115, 1105 (2003).
World Scientific, 1993), p. 6.
9. N. I. Shakura and R. A. Sunyaev, Astron. and
31.
K. Horne and M. C. Cook, Monthly Not. Roy. Astron.
Astrophys. 24, 337 (1973).
Soc. 214, 307 (1985).
10. A. V. Halevin and A. A. Henden, Inform. Bull. Var.
Stars № 5833 (2008).
32.
J. Wood, K. Horne, G. Berriman, R. Wade,
11. V. Joergens, H. C. Spruit, and R. G. M. Rutten,
D. O’Donoghue, and B. Warner, Monthly Not.
Astron. and Astrophys. 356, L33 (2000).
Roy. Astron. Soc. 219, 629 (1986).
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96
№7
2019