Studium B(e) hvězd

Mgr. Blanka Kučerová, Ph.D.

Doctoral thesis

Study of the B[e] stars

Anotácia:

Disertační práce je zaměřena na studium hvězdy MWC 342 (V1972 Cyg), která patří mezi tzv. hvězdy typu B[e]. Charakteristickými vlastnosti této skupiny hvězd, do které náleží objekty různých vývojových stádií, jsou nadbytek infračerveného záření, přítomnost spektrálních čar vznikajících povolenými i zakázanými přechody, intenzivní čára H(alfa) a emisní čáry kovů – buď neutrálních atomů, nebo iontů nízkých ionizačních stupňů. Vyjmenované charakteristiky ukazují na přítomnost velmi rozsáhlé obálky okolo centrálního objektu. Vzhledem k tomu, že ve spektru hvězdy MWC 342 nejsou pozorovány žádné fotosférické čáry, není možné použít při studiu hvězdy standardních modelů hvězdných atmosfér. Práce je proto zaměřena na studium časových závislostí změn v jejím spektru, neboť je to jedna z možností jak pochopit chování daného objektu. Hvězda byla napozorována na observatoři v Ondřejově v průběhu let 2004–2010 a celkem bylo za tuto dobu nasnímáno 104 spekter v oblasti vlnových délek (6 265–6 775) Å. Spektra představují dosud nejrozsáhlejší spektroskopický datový soubor této hvězdy, umožňující detailní sledování krátkodobých a zejména dlouhodobých změn jejích spektrálních vlastností. V práci jsou uvedeny výsledky měření jak ekvivalentních šířek, tak radiálních rychlostí vybraných emisních čar (Fe II 6 318 Å, Fe II 6 384 Å, Fe II 6 443 Å, Fe II 6 456 Å, Si II 6 347 Å, Si II6 371 Å, [O I] 6 300 Å, [O I] 6 364 Å). Vetší pozornost je věnována čáře H(alfa), u které byly pozorovány dlouhodobé změny radiálních rychlostí, a heliové čáře He I na vlnové délce 6 678 Å, která vykazuje rychlé změny profilu (od čisté emise přes P Cygni a inverzní P Cygni profil až po absorpci) v řádech dnů. Jsou zde rovněž uvedeny výsledky měření relativních intenzit a radiálních rychlostí čáry H(beta), jež byly získány ze tří nasnímaných spekter v oblasti (4 760–5 005) Å. Jsou zde komentovány možné příčiny nalezených krátkodobých i dlouhodobých změn. Vnitřní oblasti hvězdy se mění krátkodobě (v řádech dnů), zatímco vnější prostředí se mění pomaleji (v řádech stovek dní až let). Profily emisních čar železa Fe II naznačují, že by se okolohvězdným prostředím mohly šířit rázové vlny. Jako možné vysvětlení pozorovaného chování hvězdy je zde navrženo působení hvězdného větru podporovaného pulsacemi objektu. Tuto domněnku podporuje i skutečnost, že zde dochází ke změnám záření v kontinuu. To by mohlo být pravděpodobně způsobeno změnou poloměru centrálního objektu a tedy právě pulsacemi.

Abstract:

The present Ph.D. thesis is devoted to the study of the MWC 342 (V 1972 Cyg) star, which is classified as a star with the B[e] phenomenon. This group of stars includes objects in different evolutionary stages which are typical of infrared excess and some spectroscopic properties such as lot of permitted and forbidden lines (e.g. Fe II, [O I]) or very strong Balmer emission-lines. The spectra indicate the presence of extended circumstellar matter, which complicates the study of the central object. Due to the fact that no photospheric lines are observed in their spectra, the standard stellar atmosphere models are not applicable for the analysis. This thesis is therefore focused on the study of the time-dependent variations in the spectrum, because it is one of the ways to understand the behaviour of this object. The spectra used in this study were taken during the period 2004–2010 at the Astronomical Observatory of the Academy of Science in Ondřejov. 104 spectra in range of (6 265–6 775) Å wavelength represent the largest spectroscopic data set of the star, allowing detailed monitoring of short- and long-term variations of star behaviour. The thesis presents analysis of equivalent widths and radial velocities of selected emission lines (Fe II 6 318 Å, Fe II 6 384 Å, Fe II 6 443 Å, Fe II 6 456 Å, Si II 6 347 Å, Si II 6 371 Å, [O I] 6 300 Å, [O I] 6 364 Å). Special attention is paid to the line H(alpha), where the long-term variation of radial velocities are observed, and the helium line at 6 678 Å, which shows day-to-day changes (from pure emission over the P Cygni and inverse P Cygni profile to pure absorption). Results are also presented for analysis of relative intensities and radial velocities in three spectra of H(beta) line (4 760–5 005 Å). The possible reasons of the short-term and the long-term variations are suggested. The inner parts of the star show short-term variations (in the order of days), while the external environment is changing more slowly (hundreds of days to years). The profiles of emission lines of iron Fe II suggest that the shock waves are probably spread in the circumstellar matter. The observed variations in spectral characteristic of studied lines could be explained by a stellar wind supported with pulsations of the object. This hypothesis is also supported by the variations of continuum radiation. This variation could be caused by changing the radius of the central object (i.e. by pulsations).

Kľúčové slová

B[e] hvězdy, hvězda MWC 342, spektroskopie, okolohvězdná hmota

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 12. 2011

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 15. 12. 2011
• Vedúci: Mgr. Daniela Korčáková
• Oponent: RNDr. Jan Janík, Ph.D., RNDr. Juraj Zverko, DrSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Physics (4-years) / Theoretical Physics and Astrophysics