ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2019, том 45, № 3, с. 201-209
ХОЛОДНЫЕ ПЯТНА НА ПОВЕРХНОСТИ АКТИВНОГО ГИГАНТА
PZ Mon
© 2019 г. Ю. В. Пахомов1*, В. И. Шенаврин2, Н. И. Бондарь3,
К. А. Антонюк3, Н. В. Пить3, С. П. Белан3, С. Ю. Горда4
1Институт астрономии РАН, Москва, Россия
2Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга
Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3Крымская астрофизическая обсерватория РАН, Научный, Россия
4Коуровская астрономическая обсерватория Уральского федерального университета,
Екатеринбург, Россия
Поступила в редакцию 20.11.2018 г.; после доработки 23.11.2018 г.; принята к публикации 28.11.2018 г.
На основе впервые выполненных многоцветных фотометрических наблюдений (BVRIJHKL) активного
красного гиганта PZ Mon в зимний сезон 2017-2018 гг. определены основные характеристики
запятненной поверхности звезды в параметрической модели трех пятен. Температура незапятненной
поверхности Teff = 4730 K, температура холодных пятен Ts = 3500 K, их относительная площадь около
41%, температура теплых пятен около 4500 K с максимальной относительной площадью до 20%.
Выполнено моделирование распределения пятен по поверхности звезды. Выявлено, что теплые пятна
рассредоточены на различных долготах в полушарии со стороны второго компонента и, скорее всего,
являются следствием его влияния.
Ключевые слова: переменные звезды.
DOI: 10.1134/S0320010819030057
ВВЕДЕНИЕ
> 0.3, а также в случае горячего спутника. Для ис-
Красный гигант PZ Mon (HD 289114, V ≈
следования магнитного поля звезд применяют ме-
тод доплеровской томографии, для которого необ-
9.3 mag, K2III) — переменная звезда (период
ходимы поляриметрические спектральные наблю-
34.13 дня) типа RS CVn c выраженной актив-
дения, выполненные с высоким разрешением и с
ностью (Пахомов и др., 2015) и наличием син-
высоким отношением сигнала к шуму, что значи-
хронно вращающегося по круговой орбите мало-
тельно ограничивает количество доступных объек-
массивного компонента (Пахомов, Горыня, 2015).
тов. Анализ фотометрических кривых блеска поз-
Активность звезд этого типа проявляется в пе-
воляет качественно изучать поверхностную струк-
ременности блеска, модулируемого с периодом их
туру и эволюцию холодных температурных пятен
вращения, и обычно объясняется взаимодействи-
для большого количества объектов, в том числе и
ем с гравитационным и магнитным полями и по-
слабых. В системе PZ Mon отношение масс компо-
лем излучения спутника, влияющими на структуру
нентов q = 0.09 — минимальное среди известных
атмосферы и магнитного поля главного компо-
синхронных звезд типа RS CVn, в то время как
нента. В местах выхода линий магнитного поля
амплитуда блеска составляет значимую величину
подавляется конвективный перенос энергии, что
до 0.10-0.15m в фильтрах B и V . При этом ак-
приводит к некоторому охлаждению поверхности
тивная область достаточно стабильна и постоян-
относительно спокойной фотосферы и появлению
но расположена со стороны второго компонента
холодных температурных пятен. Амплитуда изме-
(Пахомов, Горыня, 2015; Пахомов и др., 2017).
нения блеска зависит от физических характеристик
Это определяет интерес к исследованию природы
звезд двойной системы. Значительные перепады
активности PZ Mon и степени влияния на нее
блеска, до 0.3m, согласно каталогу (Экер и др.,
второго компонента.
2008), наблюдаются в случае близко располо-
женных звезд с отношением масс q = M2/M1 >
В период с октября 2017 г. по апрель 2018 г.
впервые были проведены фотометрические наблю-
*Электронный адрес: pakhomov@inasan.ru
дения PZ Mon в широком спектральном диапазоне,
201
202
ПАХОМОВ и др.
от оптического в фильтре B до инфракрасного в
точность измерений звездных величин ASAS отно-
фильтре L. Целью данной работы является опреде-
сительно небольшая (0.02-0.05m), такое стабиль-
ление характеристик фотосферы активного гиганта
ное поведение характерно для исследуемой звез-
PZ Mon на эпоху наблюдений путем анализа и
ды, поэтому возможно исследовать кривую блеска
моделирования кривых блеска. В разделе 1 мы
PZ Mon, свернутую с ранее найденным периодом.
описываем фотометрические наблюдения. В раз-
Эпоха для нулевой фазы принята JD2454807.2,
деле 2 — анализ максимумов и амплитуд кривых
что соответствует максимуму блеска. Многоцвет-
блеска, оценка параметров холодных и теплых пя-
ные фотометрические наблюдения PZ Mon в таком
тен. В разделе 3 — построение модели распределе-
большом диапазоне фильтров получены впервые.
ния пятен по поверхности звезды PZ Mon, кото-
На рис. 1 и 2 показаны кривые блеска для оптиче-
рая описывает ее фотометрические характеристи-
ского и инфракрасного диапазонов соответственно.
ки. Далее представлены обсуждение результатов и
Для наглядности масштаб по осям звездных вели-
заключение.
чин сохранен одинаковым для всех кривых блеска.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ
1. НАБЛЮДЕНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИКИ PZ Mon
Фотометрические наблюдения PZ Mon были
На рис. 1 и 2, выполненных в одном масшта-
выполнены на трех инструментах в зимний сезон
бе, видны одинаковое поведение кривых блеска и
2017-2018 гг. С 26 декабря 2017 г. по 7 марта
постепенное уменьшение амплитуды с увеличением
2018 г. на 1.25-м телескопе АЗТ-11 Крымской аст-
эффективной длины волны фильтра. Наибольшее
рофизической обсерватории с помощью пятика-
значение амплитуды (рис. 3) характерно для ко-
нального фотометра ProLine PL230, оснащенного
ротковолновых фильтров B и V , а для инфракрас-
ПЗС-матрицей e2v CCD230-42, проведено семь
ных фильтров амплитуды сопоставимы или меньше
наблюдений в трех фильтрах BV RC , каждое из
ошибок наблюдений; и ИК-блеск почти не показы-
которых состояло из нескольких экспозиций. При-
вает переменности.
ведение в стандартную фотометрическую систе-
му Джонсона-Казинса выполнено на основе ра-
Холодное пятно
нее определенных коэффициентов трансформации.
Показатели цвета, определенные по наблюде-
Точность измерения звездных величин составила от
ниям в фильтрах BV RIJHKL, зависят от эффек-
0.007m до 0.010m.
тивной температуры звезды и используются для ее
С 5 января по 3 апреля 2018 г. на 0.45-м теле-
оценки. На рис. 4 показаны значения эффективной
скопе АЗТ-3 Коуровской астрономической обсер-
температуры PZ Mon, определенные по различ-
ватории Уральского федерального университета с
ным показателям цвета на основе синтетических
помощью ПЗС-камеры FLI PL230 (e2v CCD230-
спектров (Бесселл и др., 1998). Teff для показа-
42-1-143, 2048 × 2048, размер пикселя 15 μ)
теля B - V близко к значению, полученному из
выполнено 12 наблюдений в четырех фильтрах
анализа спектральных линий в оптическом диапа-
BV RCIC. Приведение в стандартную фотометри-
зоне (Пахомов и др., 2015), тогда как для других
ческую систему Джонсона-Казинса выполнено по
показателей цвета наблюдается другая картина: с
звездам в кадре на основе данных каталога APASS
увеличением эффективной длины волны фильтра
(Хенден и др., 2015). Точность измерения звездных
значение Teff уменьшается. Значения самого по-
величин составила от 0.008m до 0.015m.
казателя цвета B - V расположены в среднем в
С 11 октября 2017 г. по 15 февраля 2018 г. на
интервале от 1.16m до 1.18m, что наблюдается уже
1.25-м телескопе ЗТЭ Крымской астрономической
в течение длительного времени даже при немалых
станции ГАИШ МГУ с помощью инфракрасного
перепадах величины блеска V от 9.0m до 9.5m.
фотометра на основе фотогальванического прием-
Эти наблюдательные факты можно интерпрети-
ника InSb проведено девять наблюдений в четырех
ровать наличием значительной по площади холод-
фильтрах JHKL. Точность измерения звездных
ной области в фотосфере звезды (Пахомов и др.,
величин составила от 0.02m до 0.03m.
2018). Действительно, поверхность, значительно
Общее время наблюдений покрывает около пя-
холоднее спокойной фотосферы, в видимом диапа-
ти периодов осевого вращения PZ Mon, подавля-
зоне излучает гораздо меньше энергии, например в
ющая часть которых приходится на два периода.
фильтре B: F (4730K)/F (3500K) 20, поэтому ее
По фотометрическим данным проекта ASAS-SN
присутствие не обнаруживается по анализу корот-
(Поймански, 1997)1, в исследуемую эпоху не было
коволновой части оптического диапазона. В длин-
изменений максимумов блеска и амплитуды. Хотя
новолновой части спектра холодная область гораз-
до заметнее (в фильтре K: F (4730K)/F (3500K)
1https://asas-sn.osu.edu/variables
1.5), вследствие чего температура, определенная
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
2019
№3
ХОЛОДНЫЕ ПЯТНА НА ПОВЕРХНОСТИ
203
10.35
B
9.20
V
10.40
9.25
10.45
9.30
10.50
9.35
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
8.55
7.95
R
I
8.60
8.00
8.65
8.05
8.70
AZT-11 CrAO
8.10
AZT-3 Kourovka
8.75
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Phase
Рис. 1. Кривые блеска PZ Mon в фильтрах BV RCIC: квадраты — данные, полученные в Коуровской астрономической
обсерватории, кружки — в Крымской астрофизической обсерватории; штриховые кривые — вычисленные кривые блес-
ка. Масштаб по осям звездных величин одинаков.
6.40
7.00
J
H
6.45
7.05
6.50
7.10
6.55
7.15
J = 0m
J = +0.09m
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
6.20
K
L
6.10
6.25
6.15
6.30
6.20
6.35
K = 0.03m
6.25
L = +0.13m
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Phase
Рис. 2. Кривые блеска PZ Mon в фильтрах JHKL. Штриховые кривые — кривые блеска, вычисленные со сдвигом,
величина которого представлена в нижнем левом углу каждого графика. Масштаб по осям звездных величин такой же,
как на рис. 1.
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№3
2019
204
ПАХОМОВ и др.
B
V
0.10
R
I
0.05
J
H
L
K
0
4000 5000
6000 7000
10 000
20 000
30 000
λ, Å
Рис. 3. Зависимость наблюдаемых амплитуд блеска (кружки) от эффективной длины волны фильтров. Штриховая
кривая — рассчитанные значения амплитуды, наиболее хорошо описывающие наблюдения.
4800
4700
4600
4500
4400
B-V
V-R V-I
V-J
V-H
V-K
4300
V-L
4000 5000
6000 7000
10 000
20 000
30 000
, Å
Рис. 4. Эффективные температуры PZ Mon, определенные по наблюдаемым показателям цвета в максимуме блеска
(кружки), а также по восстановленным показателям цвета (треугольники). Прямая линия — значение Teff, оцененное из
спектральных наблюдений, с ошибкой, обозначенной пунктиром.
из повышенных ИК-показателей цвета, будет зна-
вается распределение пятен по поверхности) из
чительно занижена. На рис. 5 показаны избытки
соотношения
показателей цвета в максимуме блеска PZ Mon
относительно нормальной незапятненной звезды с
mX = -2.5lg[10-0.4mX S +
(1)
такими же параметрами (Teff = 4730 K, log g = 2.8,
+ 10-0.4mX (1 - S)] - 5lgθ
+
[Fe/H] = 0.07, E(B - V ) = 0.06 mag). Приведены
2
как наблюдаемые значения, так и расчетные при
+ E(B - V )RX,
наличии пятна с Ts = 3500 K и Ts = 4000 K и
площадью S от 0% до 50%. Расчеты проведены
где msX — звездная величина 1 см2 холодной по-
с использованием интерполяции сетки звездных
верхности звезды при Ts = 3500 K, mX — звездная
величин mX (Teff, log g, [Fe/H]) в соответствующих
величина 1 см2 незапятненной поверхности звезды
фильтрах X из работы (Бесселл и др., 1998)2.
при Teff = 4730 K, θ = 0.29 mas — угловой диа-
Звездные величины запятненной звезды вычисле-
метр PZ Mon, RX = AX /E(B - V ) — отношение
ны с частичным учетом эффекта потемнения к краю
поглощения в фильтре к избытку цвета (B - V ).
(сами величины mX из сетки моделей учитывают
Приняты значения E(B - V ) = 0.06 mag, RX =
этот эффект, но в данный момент не рассматри-
= 4.08, 3.10, 2.58, 1.85, 0.88, 0.56, 0.34, 0.28 для
2http://wwwuser.oats.inaf.it/castelli/grids.html
фильтров BV RIJHKL соответственно.
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№3
2019
ХОЛОДНЫЕ ПЯТНА НА ПОВЕРХНОСТИ
205
50%
0.5
0.4
40%
0.3
30%
0.2
20%
0.1
10%
0%
0
B V R
I
J
H
K
L
0.1
4000 5000
6000 7000
10 000
20 000
30 000
, Å
Рис. 5. Избытки показателей цвета PZ Mon относительно нормальной звезды с параметрами Teff/log g/[Fe/H]/E(B -
- V ) = 4730/2.8/0.07/0.06: кружки— наблюдаемые величины для эпохи наблюдений PZ Mon, сплошные линии—
теоретические значения, вычисленные для звезды с температурой пятен Ts = 3500 K и относительной площадью S от
0 до 50%, штриховые линии — теоретические значения, вычисленные для звезды с температурой пятен Ts = 4000 K.
В работе Пахомова и др. (2018) оценена тем-
мального, вычисленного для температуры Teff =
пература холодного пятна Ts = 3500 K на основе
= 4700 K, определенной из анализа спектра. Для
анализа молекулярной полосы TiO. На рис. 5 так-
оценки влияния точности значения межзвездного
же видно, что при более высокой температуре Ts =
покраснения E(B - V ) на точность определения
= 4000 K ожидается значительный избыток цвета
площади пятна S была выполнена аппроксимация
B - V , но этого не наблюдается. Избытки цвета
звездных величин PZ Mon в максимуме блеска тео-
сходятся с расчетными значениями при площади
ретическими значениями (1) методом Левенберга-
холодной области 41 ± 2% видимой поверхности
Марквардта. Результат вычислений: S = 38 ± 6%,
звезды. Эти значения можно использовать сов-
E(B - V ) = 0.08 ± 0.03, что в пределах ошибок
местно с наблюдаемыми и восстановить показате-
подтверждает ранее полученные значения.
ли цвета и температуру незапятненной поверхности
При наличии такой значительной холодной об-
PZ Mon. Такие восстановленные значения темпе-
ласти ожидаются и значительные колебания блес-
ратур для разных показателей цвета приведены на
ка, особенно в фильтре B, с амплитудой до -
рис. 4. Вычисленное с использованием всех пока-
-2.5× log(1 - 0.4 + 0.4 1/20) = 0.52m. Однако в
зателей цвета среднее значение эффективной тем-
случае PZ Mon амплитуда блеска в фильтрах B
пературы Teff = 4717 ± 45 K хорошо согласуется
и V не превышает 0.15m. Переменность не может
с Teff = 4700 ± 100 K —значением, определенным
быть вызвана холодной областью, поскольку тогда
из анализа спектральных линий (Пахомов и др.,
показатель цвета B - V не должен меняться, но
2015), и Teff = 4730 ± 50 K — из фотометрических
он переменен. Это можно объяснить постоянным
данных 2016-2017 гг. (Пахомов и др., 2018). В
присутствием холодной области на 41% видимого
дальнейшем принимаем значение Teff = 4730 K.
полушария звезды, то есть либо наличием поляр-
ного пятна, поскольку при наклоне оси вращения
При расчете звездных величин (1) влияния меж-
звездного поглощения и холодных пятен схожи.
PZ Mon i = 67 (Пахомов и др., 2015) один полюс
Оба этих эффекта в ИК-части спектра оказывают
виден всегда, либо равномерным распределением
меньше влияния, чем в видимой, т.е. величины
пятен по всей фотосфере. Скорее всего оба вари-
E(B - V ) и S являются зависимыми, увеличе-
анта играют свою роль.
ние одной из них приведет к уменьшению другой.
Такая модель хорошо описывает распределение
Принятое ранее значение E(B - V ) = 0.06 mag
энергии в спектре PZ Mon, вычисленное, соглас-
получено из наблюдаемого значения B - V и нор-
но (Бесселл и др., 1998), из значений потоков в
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№3
2019
206
ПАХОМОВ и др.
1012
1013
4000
5000
6000 7000
10 000
20 000
30 000
, Å
Рис. 6. Распределение энергии в спектре PZ Mon (кружки) по сравнению с нормальной звездой (штрихи) с параметрами
Teff/log g/[Fe/H]/E(B - V ) = 4730/2.8/0.07/0.06. Сплошнаялиния — теоретическоераспределениеприналичиипятен
с Ts = 3500 K и относительной площадью S = 41%.
отдельных фильтрах (см. рис. 6, где первая точка,
но для описания амплитуд изменения блеска в
соответствующая фильтру U, взята из работы Па-
разных фильтрах необходимо добавить пятна с
хомова и др., 2018).
температурой выше, чем у полярного пятна Ts, и
ниже, чем у спокойной фотосферы Teff. Амплитуды
Теплое пятно
блеска можно вычислить по формуле, аналогичной
Модель холодного полярного пятна хорошо
(1), с добавлением параметра, характеризующего
описывает значения максимумов блеска PZ Mon, теплые пятна площадью Sw:
10-0.4mX Ss + 10-0.4mX (1 - Ss)
ΔmX = -2.5lg
,
(2)
10-0.4mX Ss + 10-0.4mX Sw + 10-0.4mX (1 - Ss - Sw)
где индекс s относится к холодным пятнам, w
с точностью, превышающей ошибки наблюдений
к теплым, без индекса — к незапятненной поверх-
(рис. 3).
ности с Teff = 4730 K. В формуле (2) использо-
вана информация о том, что теплое пятно рас-
положено только в полусфере со стороны второ-
3. МОДЕЛЬ ЗАПЯТНЕННОЙ ФОТОСФЕРЫ
го компонента, т.е. не проявляется в максимуме
PZ Mon
блеска PZ Mon. Полярное пятно присутствует
Построение модели распределения интенсивно-
постоянно c фиксированными значениями пара-
сти по поверхности исследуемой звезды проведено
метров Ts = 3500 K, Ss = 41%. Поскольку mwX =
по методике, аналогичной в работе (Пахомов и др.,
= f(Tw), то ΔmX = f(Tw,Sw) и из наблюдаемых
2018). На карте размером 720 × 360 присутствует
амплитуд можно оценить температуру и площадь
холодное полярное пятно радиусом 63.7 (это обес-
теплых пятен. Имеем эти две неизвестные и пять
печивает 41% видимой поверхности с учетом эф-
уравнений (2) для фильтров BV RIJ (для бо-
фекта потемнения к краю) и теплая экваториальная
лее длинноволновых фильтров точность наблюде-
область, которая в данной статье представлена
ний недостаточна) и, применяя метод Левенберга-
несколько другой моделью. Она также располага-
Марквардта, получаем Tw = 4493 ± 106 K, Sw =
ется вдоль экватора и симметрична относительно
= 20 ± 1%. При данных параметрах рассчитан-
него. Форма пятна задается в узловых точках с
ные значения амплитуд описывают наблюдаемые
долготой l от -90 до 90 и шагом 30 значением
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№3
2019
ХОЛОДНЫЕ ПЯТНА НА ПОВЕРХНОСТИ
207
180
270
0
90
90
90
1
80
9
0
0
90
180
180
9
0
0
90
180
90
90
4730 K
4480 K
3500 K
Рис. 7. Карты распределения температуры по фотосфере PZ Mon. Левая карта построена на основе вычисленных
параметров модели, правая — на основе вариации параметров. Сверху — ортографические проекции звезды при разных
значениях долготы центрального меридиана.
широты края пятна. Нулевой меридиан направлен
пятен Tw = 4480 ± 80 ± 200 K, где первая ошиб-
на второй компонент этой двойной системы. Для
ка соответствует неопределенности определения
всех долгот |l| > 120 широта края теплой области
температуры при фиксированной форме и площади
приравнивается нулю, так как при наблюдении
пятна, вторая — при свободе всех параметров.
противоположного полушария (это соответству-
На рис. 7 представлены результаты моделиро-
ет максимуму блеска) мы хорошо описываем эту
вания. Левая карта построена на основании вы-
часть кривой блеска без привлечения теплых пятен.
численных параметров. Температура поверхности
Все точки соединены сплайном Акимы, что поз-
определяется тремя значениями: для спокойной
воляет получить гладкую форму рассматриваемой
фотосферы Teff = 4730 K, для холодного полярно-
области, поскольку значения сплайна в промежут-
го пятна Ts = 3500 K, для теплого экваториаль-
ке между узловыми точками не выходят за пределы
ного пятна Tw = 4480 K. Ортографические про-
их значений. В итоге имеем восемь параметров
екции звезды с разным значением наблюдаемого
(семь значений широт и температура Tw), для
центрального меридиана показаны сверху. Правая
поиска которых использовался метод нелинейной
карта построена на основании вариации парамет-
аппроксимации Левенберга-Марквардта. Эффект
ров. Каждый параметр, т.е. широта границы пят-
потемнения к краю был учтен с коэффициентами из
на в конкретной узловой точке, варьировался на
работы (ван Хамм, 1993).
величину от -4 до +4 с шагом 2. Выполнено
более 80 000 вычислений отдельных карт. Затем
Мы ограничились аппроксимацией данных
каждая точка карты была усреднена с весом, об-
только двух фильтров B и V , поскольку они
ратно пропорциональным квадрату ошибки опи-
имеют наименьшую ошибку наблюдений и наи-
сания наблюдений, которая составила от 0.010m
более достоверные звездные величины. При этом
до 0.025m. На этой карте вследствие усреднения
в процессе моделирования вычислялись кривые
представлен диапазон температур для теплого пят-
блеска во всех фильтрах. В качестве начального
на Tw от 4480 до 4720 K. Видно, что обе карты
приближения использовали Tw = 4500 K и два
очень похожи, выделяется протяженная область от
вида пятна:
1) в виде полосы — широта всех
нулевого меридиана до 90, а также почти отдель-
точек одинакова, фактор заполнения равен ранее
ное пятно в районе l = -60. Несмотря на то что
найденной оценке 20%; 2) в виде широкого пятна
при аппроксимации наблюдений использовались
на центральном меридиане в пределах долгот
только два фильтра из восьми, для большинства
|l| < 60. В обоих случаях решения сошлись на
других вычисленные значения не отличаются от
близких значениях параметров, а вычисленные
наблюдаемых в пределах ошибок. Наибольшие
кривые блеска описывают наблюдаемые с точ-
расхождения (их значения приведены на рис. 2 в
ностью 0.01m (рис. 1 и 2). Температура теплых
нижнем левом углу каждого графика) выявлены
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№3
2019
208
ПАХОМОВ и др.
для инфракрасных фильтров H и L. Отклонения
при размещении только на одном полюсе, так как
данных для этих фильтров видны и на рис. 4, 5 и,
при принятом наклоне оси вращения PZ Mon зна-
возможно, связаны с ошибками наблюдений.
чительная область около противоположного полю-
са не видна. Но и эта величина в 2 раза больше, чем
ожидается из наблюдений, поэтому можно предпо-
ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ложить, что около половины всех холодных пятен
Построенная в данной работе параметрическая
(или площадью 20% видимой поверхности) более
трехкомпонентная модель распределения темпера-
или менее равномерно расположены вне полюсов.
туры по фотосфере активного гиганта PZ Mon опи-
Присутствие значительной доли холодных ак-
сывает в пределах ошибок наблюдений все кривые
тивных областей должно сопровождаться наличи-
блеска в разных фильтрах от синего B (λcen =
ем магнитного поля. Росьен и др. (2018) для систе-
= 4380
Å) до инфракрасного L (λcen = 34 500
A).
мы σ2 CrB построили карты распределения интен-
Модель состоит из спокойной фотосферы с темпе-
сивности и магнитного поля, величина которого по
ратурой Teff = 4730 K, полярного пятна радиусом
модулю достигает 0.4-0.6 кГс в холодных активных
63.7 и температурой Ts = 3500 K и экватори-
областях. В системе PZ Mon также можно ожидать
альной области промежуточной температуры Tw =
проявление эффектов магнитного поля в спектре
= 4480 K, расположенной в полушарии со стороны
звезды. Ранее по спектру с разрешением около R =
второго компонента. Карта на рис. 7 схожа с кар-
= 40 000 мы не обнаружили зависимости ширины
той, построенной в работе (Пахомов и др., 2018)
спектральных линий от их фактора Ланде, возмож-
для эпохи начала 2015 г., когда кривая блеска по-
но, по причине небольшой величины спектрально-
казывала подобное поведение. Также присутству-
го разрешения (инструментальное уширение линии
ют протяженная область, справа от нулевого ме-
сравнимо с уширением вращения звезды). В даль-
ридиана, и отдельное пятно в районе l = -60. Вся
нейшем планируется получить и проанализировать
активная теплая область распределена на большом
спектры более высокого качества с разрешением не
диапазоне долгот, а не сосредоточена около ну-
менее 80 000. В красной части спектра холодные
левого меридиана, как предполагалось ранее. Вы-
области должны лучше проявляться, и есть воз-
делить одну активную долготу не представляется
можность найти следы магнитного поля.
возможным.
Работа С.Ю. Горды проведена при финансо-
Эта простая и приближенная модель не опи-
вой поддержке Министерства образования и науки
сывает широтное распределение пятен и эффекты
Российской Федерации (базовая часть гос. за-
дифференциального вращения, что недоступно и
дания, РКAAAA-A17-117030310283-7), а также
более сложным методам, основанным на анализе
при финансовой поддержке Правительства Рос-
кривых блеска и решении обратной задачи (см.,
сийской Федерации (постановление 211, контракт
например, Саванов и Штрассмаер, 2008), для это-
02.A03.21.0006).
го необходим спектральный мониторинг звезды и
высокоточные данные фотометрии. Однако вклад
как теплых, так и холодных пятен для каждой
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
отдельной долготы должен быть близок к реальным
значениям. Допплеровская томография и интерфе-
1. Бесселл и др. (M.S. Bessell, F. Castelli, and B. Plez),
рометрические наблюдения звезд с пятнами в двой-
Astron. Astrophys. 333, 231 (1998).
ных системах типа RS CVn показывают похожую
2. ван Хамм В. (W. van Hamme), Astron. J. 106, 2096
(1993).
картину: как полярные холодные области (ζ And —
3. Пахомов Ю.В., Горыня Н.А., Письма в Аст-
Роттенбахер и др., 2016) (σ2 CrB — Росьен и др.,
рон. журн. 41, 734 (2015)
[Yu.V. Pakhomov and
2018), так и высокоширотные (SV Cam — Сенавчи
N.A. Gorynya, Astron. Lett. 41, 677 (2015)].
и др., 2018), а также распределенные по поверх-
4. Пахомов и др. (Yu.V. Pakhomov, N.N. Chugai,
ности (σ Gem — Роттенбахер и др., 2017). Про-
N.I. Bondar’, N.A. Gorynya, and E. A. Semenko),
межуточные температуры со значением от самых
MNRAS 446, 56 (2015).
холодных (около 3500 K) до температуры спо-
5. Пахомов и др. (Yu.V. Pakhomov, K.A. Antonyuk,
койной фотосферы присутствуют во всех случаях.
N.I. Bondar’, and N.V. Pit), ASP Conf. 510, 128
Существенное отличие принятой модели от дан-
(2017).
ных доплеровских томограмм и интерферометриче-
6. Пахомов Ю.В., Антонюк К.А., Бондарь Н.И.
ских наблюдений — это размеры полярного пятна,
и др., Письма в Астрон. журн. 44,
38
(2018)
которые составляют до 20-30, что значительно
[Yu.V. Pakhomov, K.A. Antonyuk, N.I. Bondar’,
меньше, чем в нашей модели. Холодная область,
N.V. Pit’, I.V. Reva, and A.V. Kusakin, Astron. Lett.
вполне возможно, расположена на обоих полюсах.
44, 35 (2018)].
В этом случае радиус одинаковых полярных пятен
7. Поймански (G. Pojmanski), Acta Astron. 47, 467
составит 56.4, что лишь немного меньше размера
(1997).
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№3
2019
ХОЛОДНЫЕ ПЯТНА НА ПОВЕРХНОСТИ
209
8. Росьен и др. (L. Ros ´en, O. Kochukhov, E. Alecian,
329, 364 (2008).
C. Neiner, J. Morin, G.A. Wade, BinaMIcS
12. Сенавчи и др. (H.V. S¸ enavcı, E. Bahar, D. Montes,
Collaboration), Astron. Astrophys. 613, A60 (2018).
S. Zola, G.A.J. Hussain, A. Frasca, E. I¸sık,
9. Роттенбахер и др. (R.M. Roettenbacher,
J.D. Monnier, H. Korhonen, A.N. Aarnio, F. Baron,
O. Y ¨or ¨uko ˇglu), MNRAS 479, 875 (2018).
X. Che, R.O. Harmon, Z. K ˝ov ´ari, et al.), Nature 533,
13. Хенден и др. (A.A. Henden, S. Levine, D. Terrell, and
217 (2016).
D.L. Welch), Am. Astron. Soc. Pacific225, 336.16
10. Роттенбахер и др. (R.M. Roettenbacher,
J.D. Monnier, H. Korhonen, R.O. Harmon, F. Baron,
(2015).
T. Hackman, G.W. Henry, G.H. Schaefer, et al.),
14. Экер и др. (Z. Eker, N.F. Ak, S. Bilir, D. Do ˇgru,
Astrophys. J. 849, 120 (2017).
M. T ¨uys ¨uz, E. Soydugan, H. Bakı¸s, B. U ˇgra¸s, et al.),
11. Саванов, Штрассмаер (I.S. Savanov and
K.G. Strassmeier), Astronomische Nachrichten
MNRAS 389, 1722 (2008).
ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45
№3
2019