[вернуться к содержанию сайта]

J. Miller Barr
THE ORBITS AND "VELOCITY CURVES"OF SPECTROSCOPIC BINARIES
Journal of the Royal Astronomical Society of Canada Volume 2, Pages 70-75, 1908.
(см. также комментарии и электронный вариант текста на сайте Р. Фритциуса)
Русский перевод – С. Семиков, 2010 г.

    Изучая опубликованные статьи о спектрально-двойных, можно отметить что "кривые скоростей" – как их до сих пор изображали для этих объектов, часто асимметричны. Подробный анализ выявляет любопытное общее сходство в форме таких кривых – восходящая ветвь кривой, с немногими исключениями, имеет большую длину, чем нисходящая ветвь. Несмотря на то, что этот факт представляет большой теоретический интерес, он, похоже, до сих пор не был замечен астрономами. Его значение будет очевидно из рассмотрения диаграммы и таблицы, приведённой ниже.

Радиальные линии показывают величины ω, то есть, расчётную долготу периастра для двадцати трёх спектрально-двойных. См. прилагаемую таблицу.

СПИСОК СПЕКТРАЛЬНО–ДВОЙНЫХ ЗВЁЗД

ЗВЕЗДА	P	e	ω	K	ссылка
	d [сутки]		Градусы	км
α Andromedae	100.?	...	[0 - 180]	...	Astroph. Jour., 20, 146, 1904
Polaris	3.9683	...	[0 - 180]	3.0	"    "    14, 52, 1901
β Arietis	107.0	0.88	19.7	32.6	"    "    25, 320, 1907
Capella	104.022	0.016	117.3	25.76	"    "    14, 263, 1901
η Orionis	7.9896	0.016	42 16'	144.75	"    "    17, 68, 1903
δ Orionis	5.7325	0.103	33 19'	100.85	"    "    19, 268, 1904
ζ Tauri	138.	0.180	9 45'	14.95	"    "    22, 115, 1905
γ Geminorum	[3.5y ?]	...	[0 - 180]	...	"    "    22, 84, 1905
ζ Geminorum	10.154	0.22	333.	13.2	"    "    13, 90, 1901
α2 Geminorum	9.2188	0.503	265.35	13.56	"    "    23, 351, 1906
κ Canceri	6.393	0.149	162 16'	67.8	"    "    25, 315, 1907
α Carinae	6.744	0.18	115.84	21.5	"    "    26, 268, 1907
κ Velorum	116.65	0.19	96.23	46.5	"    "    26, 271, 1907
η Virginis	71.9	0.254	180 0'	26.8	"    "    26, 282, 1907
Mizar	20.6	0.502	101.3	142.	"    "    13, 324, 1901
α Draconis	51.38	0.43	19.	48. ±	Jour. R.A.S.C., 1, 237, 1907
X Sagittarii	7.0118	...	[0 - 180]	...	Astroph. Jour., 25, 330, 1907
Y Ophiuchi	17.207	0.10	209.2	8.5	"    "    25, 330, 1907
W Sagittarii	7.5946	0.320	70.0	19.5	"    "    20, 149, 1904
μ Sagittarii	180.2	0.441	74 43'	64.5	"    "    26, 157, 1907
χ Draconis	281.8	0.423	119.0	18.15	"    "    11, 131, 1900
β Lyrae	12.908	0.07	83.4	181.05	"    "    6, 328, 1897
U Aquilae	7.0240	...	[0 - 180]	...	"    "    25, 330, 1907
η Aquilae	7.176	0.489	68.91	20.59	"    "    9, 59, 1899
S Sagittae	8.3832	...	[0 - 180]	...	"    "    20, 231, 1904
θ Aquilae	17.17	0.725	20.	52. ±	Jour. R.A.S.C., 1, 357, 1907
T Vulpeculae	4.4358	0.43	111.	17.6	Astroph. Jour., 25, 330, 1907
δ Cephei	5.366	0.46	[0 - 180]	20.5	"    "    1, 160, 1895
η Pegasi	818.0	0.155	5.61	14.20	"    "    14, 202, 1901
λ Andromedae	20.546	0.086	301.0	7.07	"    "    24, 345, 1906

Примечание. – Элементы относятся к более яркому компоненту каждой системы, исключая случай Мицара (ζ Ursae Majoris – Дзета Большой Медведицы), где величина K дана для относительной орбиты.

    Таблица включает все звёзды (насколько известно автору) для которых "кривая скоростей", выглядит явно асимметричной. Она включает для каждой звезды вычисленные элементы P, e, ω, и K, исключая несколько случаев, для которых эти данные не доступны.¹

Из тридцати звёзд, включенных в эту таблицу, лишь четыре имеют величину ω (в том виде, как она рассчитана), лежащую между 180° и 360°. Для этих четырёх звёзд мы имеем в каждом случае,

D>I,

где D обозначает интервал времени, в течение которого "лучевая скорость" звезды уменьшается; I – интервал, в течение которого она увеличивается (алгебраически). Для оставшихся 26 звёзд D<I, кроме случая η Virginis [эты Девы] (яркий компонент), где D=I, что соответствует ω=180°.²

    Явное группирование периастров возле некоторых величин ω является пока наиболее поразительной особенностью, которую отчётливо демонстрирует прилагаемая диаграмма. То, что такое распределение линий апсид реально существует, конечно, весьма маловероятно – настолько, что кажется вполне оправданным поиск различных объяснений рассмотренным фактам. Другими словами, эллиптические элементы, e и ω, в том виде, как они рассчитаны и опубликованы для орбит, являются, согласно этому замечанию, наверняка иллюзорными; "наблюдаемые лучевые скорости", на которых они основаны, искажаются неким скрытым источником систематических ошибок.³

    Теперь осталось указать вероятную природу этого источника погрешности. Были предложены две отдельных гипотезы, а именно:

    (1) спектральные линии для рассматриваемых (отмеченных) звёзд периодично смещаются от их нормальных положений, вследствие исключительных условий по части давления или температуры в фотосфере звезды или окружающей её атмосферы.

    (2) Диски рассматриваемых звёзд не равномерно ярки. Распределение поверхностной яркости по долготе для каждой звезды неравномерное и для некоторых звёзд явно асимметрично. Такие условия в сочетании с быстрым осевым вращением привели бы к более или менее асимметричному уширению спектральных линий. Наблюдаемый результат состоял бы в периодическом сдвиге этих линий, измеряемом по спектрограммам.

    Возможный источник погрешности, упомянутый в (1), стал предметом тщательного исследования.⁴ В нескольких случаях, типа Mira Ceti [Миры Кита], существует свидетельство того, что "физический сдвиг" некоторых линий в звёздном спектре реально происходит.⁵ Однако на основании любой рациональной теории очень маловероятно, чтобы физические причины вызвали бы периодические смещения, сказывающиеся в подобной степени на положении нескольких или многих линий (соответствующих разным элементам) в спектре звезды.

    Вторая гипотеза опирается на куда более солидную основу. Она было предложена при прочтении статьи доктора Альбрехта "Спектральный анализ переменных звёзд Четвёртого класса Y Ophiuchi и T Vulpeculae".⁶ В этой работе доктор Альбрехт привлекает внимание к наиболее важному соотношению, которое существует между кривыми блеска и скоростей у переменных типа δ Cephei [цефеид]. "В каждом из рассматриваемых случаев", как он отмечает, "максимум блеска и наивысшая скорость приближения звезды оказываются друг от друга в пределах пятнадцатой части периода. Аналогично минимальная яркость и наивысшая скорость удаления наступают так же одновременно."

    Рассмотрение приводимой таблицы показывает, что она включает восемь переменных типа δ Cephei [дельта Цефея].⁷ Их орбиты, согласно опубликованным элементам, уверенно являются более или менее эллиптическими – вычисленные величины эксцентриситета e изменяются от 0.10 в случае Y Ophiuchi [Y Змееносца] до 0.489 в случае η Aquilae [эта Орла]. Если мы предполагаем, что эти орбиты в действительности почти круговые,⁸ то, казалось бы, наблюдаемые факты, в том виде как они графически найдены в форме кривых блеска и "скоростей", можно объяснить по второй гипотезе, упомянутой выше. Асимметричное распределение яркости по диску, постулированное нами для этих звёзд, вызвано, вероятно, приливно-отливным действием, модифицированным неравенством угловой скорости вращения на разных широтах [дифференциальное вращение], типа существующего в солнечной фотосфере.

    Принимая такую теорию, мы должны предположить, что опережающая сторона крутящейся звезды, в целом, более светла, чем противоположное полушарие.⁹ Подобное состояние вещей, похоже, имеет место у некоторых переменных звёзд типа Алголя – особенно S Cancri [S Рака], U Coronae [U Короны], δ Librae [дельта Весов]. Для таких звёзд, рост от минимума к максимуму яркости менее быстр, чем спад от максимума к минимуму. Этот факт, казалось бы, допускает только одно вероятное объяснение, которое находится в согласии с рассматриваемой нами теорией, а именно, что передняя сторона такой звезды, когда она пересекает её орбиту, более светла, чем обратная сторона.¹⁰

    Дополнительное свидетельство, имеющее ту же направленнность, предоставляют некоторые наблюдательные факты, которые резюмированы здесь:

    (a) Различные нерегулярности наблюдаются у "кривых скоростей" некоторых переменных звёзд, и они соответствуют нерегулярностям кривых блеска звёзд.

    (b) Широкие, асимметричные линии были отмечены в спектрах нескольких двойных – особенно δ Orionis [дельта Ориона].

    (c) В интересном случае η Virginis [эта Девы],¹¹ Ихинох получил несходные кривые скоростей, найденные по спектрограммам полученных, соответственно, с полнодисперсионным и с однопризменным спектрографом. Это замечание относится к более яркому компоненту системы. Для слабого компонента была найдена парная кривая, имеющая тот же период (71.9 дня). Кроме того, найденная "радиальная скорость центра масс" для яркого компонента -0.4 км., а для более слабой звезды +30 км, – наиболее заметная разница.

    Дальнейшее обсуждение этого интересного предмета оставим для будущей статьи. В ней я надеюсь проработать некоторые детали теории, которую здесь отстаивал,¹² и предложить некоторые намёки по практическим методам разделения эффектов, вызванных, соответственно, осевым и орбитальным вращением рассмотренных звёзд.

    Санта Катарина, Онтарио (Канада),

    10 февраля, 1908.

Дата установки: 14.07.2010
[вернуться к содержанию сайта]

W