Астрономический журнал, 2022, T. 99, № 7, стр. 569-575

2.1. Астрометрические программы

Астрометрический аспект каталогизации переменных звезд стал наиболее важным в связи с поступлением первых материалов обработки фотометрических данных, зарегистрированных спутником Hipparcos при выполнении программы наблюдений 1989–1993 г., и дальнейшим быстрым ростом числа переменных с началом автоматических наблюдений на космических и наземных телескопах и массовых открытий переменных звезд. Поэтому к 1990 г. остро встала проблема улучшения точности координат переменных звезд. Прежняя точность (десятая доля угловой минуты и более) стала уже недостаточной для уверенного отождествления слабых звезд, не входящих в старые позиционные каталоги, особенно в густонаселенных звездами полях.

В 1992 г. отделом астрометрии ГАИШ в целом закончена работа над “четырехмиллионным” астрографическим каталогом [7]. Каталог АС базировался на астрографических каталогах конца IX–начала XX веков Carte du Ciel, составленных на многих обсерваториях по всему миру (первая эпоха), с редукцией по современным астронегативам (вторая эпоха) и предоставлял пользователям, помимо точных координат, также и собственные движения для звезд до 12 звездной величины. Каталог так и не был доведен до совершенства с точки зрения разработчиков и не вышел в свет. Но часть полученных измерений была использована при составлении Дополнения к каталогу собственных движений PPM [8] для звезд до 10 звездной величины.

Другим приложением “четырехмиллионика” в отделе астрометрии стала программа составления АКПЗ (ACVS) – Астрометрического каталога переменных звезд Гуляева и Ашимбаевой [9]. Он содержит высокоточные астрометрические параметры для 21 478 звезд из каталогов ОКПЗ и NSV, которые были идентифицированы с каталогами FK5, PPM, AC и GSC. Звезды без поисковых карт или без ссылок на обзоры неба Durchmusterung в каталог не включены. К сожалению, каталог А-КПЗ [9] до сих пор не доступен публично ни на сайте отдела, ни в Страсбургском центре астрономических данных (CDS), но в 2000 г. был любезно предоставлен группе ОКПЗ авторами.

В числе первых попыток значительного улучшения стандартной точности координат каталогизированных переменных звезд командой О-КПЗ было создание Дополнения из 11 206 звезд к каталогу NSV [10], а объемная работа по улучшению точности координат более 40 000 звезд Общего каталога переменных звезд и переводу их на равноденствие J2000.0 закончена в 2005 г. [11–13]. Спустя три года коллектив ОКПЗ завершил также астрометрическую программу по замене прямоугольных координат на экваториальные высокой точности для 3398 переменных звезд в 103 шаровых скоплениях [14].

Анализ каталога АКПЗ [9] выявил некоторые его особенности. Главное, что при наличии более глубоких каталогов, о которых речь пойдет дальше, авторы ограничили свои поиски слабых звезд только Каталогом гидировочных звезд Космического телескопа им. Хаббла (GSC) c предельной звездной величиной 14–15 в разных полях [15]. Это позволило составителям каталога АКПЗ отождествить только половину звезд ОКПЗ и NSV, имеющих опубликованные поисковые карты. При этом, как показала проверка, небольшая часть звезд была отождествлена ошибочно или пропущена. Поэтому команда ОКПЗ всю работу по астрометрии ОКПЗ провела заново, дополнив отождествления с каталогами слабых звезд и проведя измерения координат переменных, отсутствующих и в этих каталогах.

В 2010 г. стартовал проект NSV (Release 2) переделки старой электронной версии основного каталога NSV [16] не только с астрометрической точки зрения, но и с пересмотром астрофизических параметров, заложенных в каталоге, с использованием новых методик, разработанных при создании электронной версии Дополнения к NSV и астрометрии ОКПЗ, а также со снятием форматных ограничений, возникших в печатном издании, изменением примечаний и расширением списка каталогов для идентификации.

2.2. Историческая часть каталога

С целью сохранения каталога как исторического документа было решено не пересматривать ту информацию основной таблицы NSV, на основании которой объекты были внесены в каталог. Сохранена нумерация и порядок звезд в таблице, несмотря на случаи инверсии координат равноденствия B1950.0 после их уточнения. Остались, как правило, без изменений предполагаемые типы переменности, данные первооткрывателями или авторами-исследователями, пределы изменений блеска и литературные ссылки, соответствующие сообщениям о возможной переменности. Убраны за ненадобностью значения прецессии, которые могут быть легко вычислены по координатам. Для небольшого числа звезд были уточнены фотометрические системы приводимых в каталоге звездных величин; написание типов переменности приведено в соответствие с описанием конкретных типов в ОКПЗ. В частности, тип L для плохо изученных медленных переменных был преобразован в LB для заведомо красных звезд. Исправлены найденные опечатки, восполнены пропущенные данные.

Первоначально предполагалось провести работу только по улучшению точности координат, но время внесло свои коррективы. По ходу работы возникали и решались некоторые дополнительные задачи. Одна из них – отсутствие в цитируемых публикациях (и, как следствие, в каталоге) значений звездных величин некоторых переменных. Как правило, это касалось более слабых звезд, не входящих в упомянутые в разделе 1 старые обзоры неба Durchmusterung (BD, CoD, CPD) или HR, HD и т.п. Например, в лучшем случае исследователи в своих публикациях приводили только амплитуду изменения блеска или разность блеска между переменной и звездой сравнения, а в худшем – ни того, ни другого, а только сообщение о возможной переменности по тем или иным критериям. Так, для 830 звезд NSV в статьях об открытии при наличии поисковых фотокарт не был указан блеск звезды. Для таких объектов нами были заимствованы оценки звездных величин из каталогов GSC2.3 (Guide Star Catalog version 2.3) [17] либо из каталогов астрометрических стандартов Морской обсерватории США USNO-A2.0 [18] или USNO-B1.0 [19] с пределами звездных величин 21–23 в разных полях. Мы использовали упомянутые стандарты в качестве звезд сравнения в случаях отсутствия в американских каталогах интересующих нас звезд и оценивали блеск последних привязкой к известным звездным величинам по изображениям из архива цифрового обзора Научного института Космического телескопа имени Хаббла (Hubble Space Telescope Science Institute) или изображениям Атласа неба Aladin Страсбургского центра астрономических данных (CDS). Также фотографические звездные величины для многих ярких и относительно ярких звезд по возможности были заменены нами на фотоэлектрические (как правило, в полосе V). Значения были взяты либо из Страсбургской базы астрономических данных SIMBAD, либо из фотометрии современных обзоров неба.

2.3. Улучшение позиционной точности

Без выполнения работы по поиску самих переменных, их отождествлению и определению координат каждой имеющейся в ОКПЗ и NSV звезды невозможно в дальнейшем производить быструю проверку на тождественность больших массивов новых переменных звезд в автоматическом режиме. Поэтому основной объем работы по пересмотру данных в каталоге NSV пришелся на позиционную часть. Четверть этого объема – более 3700 ярких звезд, присутствующих в старых обзорах неба, – уже имела в прошлом веке высокоточные координаты на равноденствие B1950.0 (например, в астрометрических каталогах GC [20] или SAO [21]), но координаты были специально загрублены до 0.1$\prime $ под существовавший тогда формат каталогов переменных звезд. Для этих звезд из современных астрометрических каталогов Hipparcos [22] и Tycho2 [23] мы заимствовали позиции с точностью 0.01$''$ и собственные движения на равноденствие J2000.0.

Способы поиска более слабых звезд и дальнейшую их идентификацию с современными позиционными каталогами можно разделить на две группы – для имеющих опубликованные поисковые карты и для не имеющих таковых. Звезды первой группы искать относительно легко при наличии фотографической или хорошей рисованной карты окрестностей и координат с ошибкой, не превышающей размер поля карты. Иначе поиск затягивался на неопределенно большое время. По полученной статистике, ошибки опубликованных первооткрывателями координат достигали величин от десятых долей угловой минуты до 1 градуса. После сравнения карт с небом координаты слабых звезд, как правило, заимствовались нами в астрометрических каталогах 2MASS (Two Micron All-Sky Survey) [24], UCAC2 (The Second U.S. Naval Observatory CCD Astrograph Catalog) [25], Gaia DR2 [26] и в некоторых других. Позиции небольшой части звезд (около 110) измерены авторами. Поиску звезд второй группы мы посвящаем раздел 2.4 нашей статьи.

Мы с благодарностью вспоминаем ту неоценимую помощь, которую нам оказали американские астрономы М. Хейзен и Д. Уильямс в поисках переменных, открытых на Гарвардской обсерватории, но не имеющих опубликованных поисковых карт. В период с 2000 по 2006 г. они по отметкам на фотопластинках, снятых на обсерватории, или по зарисовкам карт окрестностей в журналах наблюдений отождествили с небом и прислали нам более 3000 изображений площадок 15$\prime $ × 15$\prime $ цифровых обзоров неба (DSS) для ОКПЗ и около 600 изображений для каталога NSV с указанием переменных.

2.4. Поиск объектов каталога

Как мы и предполагали, самым трудоемким процессом оказалось обнаружение переменной в отсутствие поисковой карты. В отличие от ОКПЗ, где в настоящее время задача однозначного отождествления из-за отсутствия поисковых карт и, как следствие, точных координат так и остается нерешенной для относительно небольшого числа звезд (214 из около 58000), в каталоге NSV на начало работы число звезд без поисковых карт или с ошибочными картами составляло 3105, или 21% звезд каталога. Их предстояло найти и идентифицировать. Поиск не предполагал 100% успеха, так как опыт анализа фотометрии, имевшейся для звезд, отождествленных по картам, показал, что немало среди них заподозрены в переменности ошибочно.

Мы использовали разные варианты решения задачи поиска. Во-первых, для некоторых звезд первооткрыватели публиковали хорошие астрометрические координаты или координаты с ошибкой, не превышающей 1$'$. В этом случае в неплотных полях мы однозначно выбираем нужную звезду. Во-вторых, мы воспользовались возможностью самим нарисовать поисковые карты. Речь идет о большом количестве звезд из избранных площадок (SA) Каптейна ([27] и др.), чья переменность была заподозрена сравнением оценок блеска, опубликованных для них в разных каталогах первой половины прошлого века. К счастью, в некоторых из этих каталогов приведены, помимо прочей информации, также прямоугольные координаты положений звезд относительно определенных центров. Мы использовали значения X, Y (в угловых минутах) для построения карт нужных размеров, когда нам это было необходимо для отождествления. В-третьих, даже при грубых координатах переменные с заметной амплитудой с большой вероятностью могут быть найдены глазомерно путем сравнения нескольких изображений в одном цвете (B, R, I) участков неба заданного размера из архивов цифровых обзоров (POSS, DSS). В-четвертых, в последнее десятилетие в открытом доступе появились электронные архивы ПЗС-наблюдений различных обзоров неба. Можно в поле c заданным радиусом вокруг опубликованной позиции сделать выборку звезд с величинами, согласующимися с фотометрией первооткрывателя, и обработкой архивных данных для них выявить переменную звезду. В случае отсутствия положительного результата поисковые границы можно расширить. Для исследований использовались фотометрические архивы следующих обзоров неба: ASAS-3 (All Sky Automated Survey) [28], NSVS (Northern Sky Variability Survey) [29], CRTS (Catalina Real-time Transient Survey) [30], SuperWASP (Wide Angle Search for Planets) [31], ASAS-SN (Sky Patrol All-Sky Automated Survey for Supernovae) [32, 33]. К сожалению, каждый из этих обзоров имеет те или иные ограничения: высокий предел для слабых или низкий для ярких звезд, только частичный охват северного или южного полушария неба, избегание полосы Млечного Пути, очень плохое разрешение объектов, невысокая точность фотометрии и т.п. Поэтому часть звезд не была найдена в силу этих причин. При этом появление каждого нового обзора в открытом доступе было сильно разнесено по времени, и к пройденным звездам, не найденным к тому моменту, мы уже не возвращались.

2.5. Результаты поиска переменности

Ярким примером результатов поиска переменных в отсутствие поисковых карт служит статистика по звездам одного из исследователей. В первой половине прошлого века В. Лейтеном, крупнейшим американским открывателем переменных звезд того времени, была опубликована работа об открытии 2350 новых переменных [34]. Поскольку в работе для них не было ни карт, ни хороших координат, в итоге около половины его звезд (1186) вошли в каталог NSV как не найденные. К настоящему времени нами переоткрыты около 920 переменных, что составляет 78% ненайденной половины звезд Лейтена из цитированной выше работы. Мы обработали имеющиеся для большинства из них архивные наблюдательные данные, установили тип переменности, определили элементы изменения блеска и уже перевели в ОКПЗ 731 звезду. Несмотря на усилия по поиску переменных Лейтена также и других исследователей, пока остались ненайденными 195 звезд.

В целом результаты поиска 3105 заподозренных в переменности звезд без опубликованных или ошибочных поисковых карт таковы. На сегодняшний день найдены более 2800 из них. Всего за время проведения ревизии каталога NSV, параллельно с изучением поведения блеска части звезд по фотометрии из имеющихся в публичном доступе архивов обзоров неба, переведено в О-КПЗ [4] 4858 звезд, что составляет треть каталога NSV. В том числе 52 звезды NSV отождествлено c обозначенными до 1980 г. звездами из ОКПЗ. Также после обновления координат 27 пар звезд NSV попарно отождествились между собой и 4 – со звездами Дополнения к NSV. Среди заподозренных переменных “звезд” выявлено 22 галактики. Остались ненайденными около 300 объектов. Среди них, помимо звезд Лейтена, оказались 43 “потерянные” звезды из каталогов BD, CoD и DO, 16 астероидов и карликовая планета Церера с известными эфемеридами, а также 16 сомнительных Новых. В последнем случае это могли быть дефекты пластинок или “фантомы” ярких звезд при случайной повторной экспозиции одной и той же пластинки. В остальных случаях предстоит повторение поисков с использованием архивов наблюдений обновляющихся обзоров неба.

2.6. Другие изменения в каталоге NSV

В связи с высокой точностью современных позиционных каталогов их можно посредством визуализации представить в качестве поисковых карт. С этой целью мы пользовались программой А.А. Волчкова (ГАИШ) визуализации каталогов SIMFOV [35]. В результате в столбец ссылок на карту там, где таковая отсутствовала, после нахождения звезды мы вводили ссылку на соответствующий блеску звезды каталог: например, “DM” для ярких звезд, “GSC” для относительно ярких звезд, для слабых звезд “USNO” (A2.0/B1.0), для слабых звезд с большими инфракрасными избытками “2MPS” (Two Micron Point Source) и некоторые другие аббревиатуры.

Помимо внесенных изменений, перечисленных выше в этой главе, ревизии подверглись спектральная классификация, примечания и список литературы. Так, в основной таблице обновленной версии каталога NSV для многих звезд дополнены или найдены новые данные о спектрах. В отличие от старого книжного формата, когда для написания спектра было отведено два символа и поэтому все классы светимости были опущены, сейчас записи имеют полновесный вид. Примечания даются только на английском языке (это диктуется требованиями электронной версии). Их количество немного уменьшилось, так как, например, отпала необходимость выносить в примечание длинное обозначение спектрального класса или идентификацию звезды по номеру в рассеянном скоплении из-за создания соответствующей таблицы идентификаций. Убрана и другая повторяющаяся информация. Удалены устаревшие сведения, внесены новые. Значения параметров двойных или кратных систем приведены в соответствие с современным состоянием. Если параметры кратной системы заметно изменялись за время наблюдений, то после их значений приведен последний год, в который произведены измерения. При этом, если в примечаниях не указан конкретный компонент системы, блеск которого заподозрен в переменности, то в основной таблице приводятся координаты главного компонента. Также в примечаниях дана другая полезная информация. Расширен список литературных ссылок (номера с 2894 по 2913). Большая часть этих статей содержит поисковые карты, пропущенные ранее при составлении книжной версии каталога или опубликованные позже его выхода в свет. Исправлено множество опечаток. Номенклатура таблиц идентификаций с различными каталогами расширена (подробнее см. в разделе 3). В старых таблицах исправлены найденные ошибки, внесены пропущенные отождествления. Таблицы идентификаций NSV, как и прежде, объединены с таблицами ОКПЗ.