• Główna
• Publikacje
• Prezentacje
• Motyle
• Kontakt

Klasyczne gwiazdy pulsujące w systemach gwiazdowych. Wpływ dominującego modu na formę i stabilność pulsacji.

projekt	OPUS, DEC-2015/17/B/ST9/03421
finansowanie	Narodowe Centrum Nauki, NCN
PI	Radosław Smolec
Co-Is	Paweł Moskalik
	Igor Soszyński
	Wojciech Dziembowski
	Andrzej Udalski
	Henryka Netzel
	Krzysztof Kotysz
	Oliwia Ziółkowska
	Magdalena Styczeń
termin	02.2016 - 02.2020

Przejdź do najważniejsze wyniki, publikacje recenzowane, publikacje konferencyjne oraz prezentacje.

Najważniejsze wyniki

• Nieradialne zmienności w gwiazdach RRc

  Przeanalizowaliśmy fotometrię OGLE dla ponad 11000 gwiazd RR Lutni oscylujących w pierwszym owertonie zlokalizowanych w zgrubieniu centralnym Galaktyki. Celem było poszukiwanie dodatkowych okresowości i te odkryto w ponad 1000 gwiazd. Gwiazdy z dodatkowymi zmiennościami można podzielić na dwie grupy. W pierwszej, dodatkowa zmienność ma okres krótszy od okresu pulsacji; stosunki okresów, P_x/P_1O, są w zakresie 0.60-0.64. Taka forma zmienności musi być powszechna w gwiazdach RRc na co wskazują obserwacje teleskopów kosmicznych, oraz nasze wcześniejsze analizy danych OGLE (Netzel et al. 2015). W badanej próbce, znalało się 960 gwiazd tego typu, co umożliwiło systematyczne zbadanie ich własności. Wyniki dostarczają argumentów za słusznością modelu zaproponowanego przez Dziembowskiego (2016), w którym dodatkowe okresowości odpowiadają harmonikom modów nieradialnych stopni 8 i 9. W drugiej grupie, dodatkowa zmienność ma okres dłuższy od okresu pulsacji; dłuższy nawet od oczekiwanego okresu radialnego modu fundamentalnego; stosunki okresów, P_1O/P_x, ciasno grupują się wokół wartości 0.686. Dodatkowa zmienność jest zawsze koherentna - amplituda i okres są stałe. Ciągle nie wiemy czym ta dodatkowa zmienność jest powodowana. Łącznie znaleziono 147 gwiazd tej tajemniczej grupy.

  Więcej informacji w artykule: Netzel & Smolec, The census of non-radial pulsation in first-overtone RR Lyrae stars of the OGLE Galactic bulge collection, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2019).
  doi:10.1093/mnras/stz1626, arXiv:1908.07251

  

  Rysunek przedstawia diagram Petersena dla gwiazd RR Lutni. Dwie dyskutowane powyżej klasy gwiazd dwuokresowych są zaznaczone symbolami w kolorze niebieskim i magenta.

• Odkrycie pierwszych cefeid II typu (BL Her) oscylujących w pierwszym owertonie

  Do niedawna, wszystkie znane cefeidy II typu klasyfikowano jako pulsujące w modzie fundamentalnym. Nie był znany żaden obiekt dwumodalny, ani jednomodalny pulsujący w pierwszym owertonie. Odkrycie pierwszych dwumodalnych gwiazd typu BL Her (Smolec et al., 2018) zachęciło do poszukiwań jednomodalnych gwiazd tego typu pulsujących w pierwszym owertonie. Dwie kandydatki odnaleziono w LMC dzięki analizie relacji okres-jasność, diagramu kolor-jasność, oraz analizie kształtu krzywej blasku. Argumentem na rzecz oscylacji w pierwszym owertonie były również modele nieliniowe: bardzo dobrze udało się odtworzyć kształt obserwowanych krzywych blasku dla modeli pulsujących w pierwszym owertonie, choć niestety jasność modeli jest zbyt duża w porównaniu z obserwowaną.

  Dlaczego pulsacje dwumodalne oraz pulsacje jednomodalne w pierwszym owertonie są tak rzadkie w cefeidach II typu, podczas gdy są powszechne w cefeidach klasycznych i w gwiazdach RR Lutni? Porównanie z własnościami gwiazd RR Lutni, które są bardzo podobne do cefeid II typu, mają jedynie mniejsze jasności, stanowi klucz do tej zagadki. Na poziomie teorii liniowej możliwe jest wzbudzenie oscylacji zarówno w modzie fundamentalnym jak i owertonowym, w znacznej części diagramu HR, odpowiadającego domenie gwiazd BL Her. Jednak efekty nieliniowe faworyzują oscylacje w modzie fundamentalnym. Podobnie rzadkie jak dwumodalne gwiazdy BL Her są dwumodalne gwiazdy RR Lutni o długich okresach oscylacji.

  Więcej informacji w artykule: Soszyński, I., Smolec, R., Udalski, A., Pietrukowicz, P., Type II Cepheids Pulsating in the First Overtone from the OGLE Survey., ApJ (2019).
  doi:10.3847/1538-4357/ab04ab, arXiv:1902.02352

  

  Rysunek przedstawia krzywe blasku dla dwóch pierwszych gwiazd typu BL Her oscylujących w pierwszym owertonie, razem z modelowymi krzywymi blasku (czerwone krzywe).

• Nowe zjawiska dynamiczne w cefeidach II typu

  Cefeidy II typu są ciągle słabo zbadanymi gwiazdami. Doskonałej jakości dane projektu OGLE dla niemal tysiąca tych zmiennych ze zgrubienia centralnego naszej Galaktyki pozwoliły szczegółowo zbadać ich własności pulsacyjne. Odkryliśmy wiele ciekawych efektów dynamicznych. Odkryto nowe przypadki gwiazd BL Her wykazujących podwojenie okresu, jednak ich liczba jest ciągle niewielka w porównaniu z przewidywaniami modeli. Również amplituda obserwowanych alternacji jest niewielka, i w nowych obiektach detekcja możliwa była wyłącznie dzięki analizie widma częstości. Podwojenie okresu jest cechą wyróżniającą gwiazdy typu RV Tau, o okresach dłuższych niż 20 dni. Efekt nie pojawia się jednak nagle, gdy ta granica zostaje przekroczona. Podwojenie okresu odkryliśmy w kilkunastu gwiazdach typu W Vir z okresami pulsacji już nieco powyżej 15 dni, i pokazaliśmy, że pojawianie się efektu podwojenia okresu przy wydłużaniu się okresu pulsacji jest procesem stopniowym. W jednej z analizowanych cefeid II typu najpewniej obserwujemy zjawisko czterokrotnienia okresu.

  Innym zjawiskiem odkrytym we wszystkich podgrupach cefeid II Typu jest okresowa modulacja pulsacji. Jest to pierwsze odkrycie tego zjawiska w cefeidach II typu. Modulacje są szczególnie interesujące w gwiazdach typu RV Tau, w których okres modulacji jest zawsze bliski czterokrotności okresu pulsacji.

  Jednym z najciekawszych i owocnych odkryć jest jednak detekcja pierwszych gwiazd typu BL Her pulsujących równocześnie w modach radialnych, fundamentalnym i pierwszym owertonie. Odkrycie zmotywowało poszukiwanie pierwszych jednomodalnych owertonowych cefeid typu II - zakończonych sukcesem i opisanych powyżej.

  Więcej informacji w artykule: Smolec, R., Moskalik, P., Plachy, E., Soszyński, I. & Udalski, A., Diversity of dynamical phenomena in type II Cepheids of the OGLE collection., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2018).
  doi:10.1093/mnras/sty2452, arXiv:1809.02842

  

  Rysunek pokazuje krzywe blasku dla czterech gwiazd typu W Vir z okresami pulsacji około 15 dni i z dobrze widocznym zjawiskiem podwojenia okresu..

• Niestabilne Świece Standardowe

  Cefeidy, jako wskaźniki odległości, są jednymi z najważniejszych gwiazd zmiennych znajdującymi zastosowania w astrofizyce gwiazdowej, badaniu galaktyk oraz w kosmologii. Gwiazdy pulsujące w modzie fundamentalnym, z uwagi na charakterystyczną krzywą blasku i dużą jasność absolutną, są najbardziej użytecznymi świecami standardowymi. Ich pulsacje powszechnie uważa się za dobrze zrozumiane i regularne.

  Analiza fotometrii Cefeid pulsujących w modzie fundamentalnym z Obłoków Magellana, zebrana przez projekt OGLE, pokazuje że oscylacje tych gwiazd nie są takie proste. W 51 gwiazdach odkryto okresową modulację krzywych blasku. Chociaż zjawisko wydaje się rzadkie, wykryto je w zaledwie 1 procencie gwiazd w obu Obłokach, to w pewnych zakresach okresu pulsacji jest zdecydowanie częstsze. Modulacja występuje w niemal 40 procentach Cefeid z okresami pulsacji pomiędzy 12 a 16 dni w Małym Obłoku Magellana. W przypadku Wielkiego Obłoku, najwyższa częstość występowania modulacji to 5 procent w gwiazdach z okresami pomiędzy 8 a 14 dni. Ponadto amplituda zjawiska jest mniejsza w Wielkim Obłoku. Te różnice pomiędzy dwoma Obłokami wskazują, że zjawisko modulacji zależy od metaliczności. Typowe okresy modulacji wynoszą od 70 do 300 dni. W niemal wszystkich Cefeidach obserwujemy modulację średniej jasności, co może mieć wpływ na pomiary odległości z wykorzystaniem Cefeid. Na szczęście, amplituda modulacji średniej jasności jest niewielka. Jedynie w jednej Cefeidzie przekracza 0.01 mag. Efekt będzie się też uśredniał w obserwacjach prowadzonych w dłuższym czasie. Dlatego też, w badaniach wykorzystujących duże próbki Cefeid z dobrym pokryciem fazowym krzywej blasku, efekt modulacji na pomiary odległości może być zaniedbany. Odkrycie pokazuje jednak, że nasze zrozumienie najważniejszych świec standardowych, jest dalekie od satysfakcjonującego.

  Więcej informacji w artykule Radosława Smolca, Unstable standard candles. Periodic light curve modulation in fundamental mode classical Cepheids., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2017).
  doi:10.1093/mnras/stx679, arXiv:1703.05358

  

  Rysunek pokazuje fragment obserwacji modulowanej Cefeidy, OGLE-SMC-CEP-1065 (czarne kropki) oraz model zmian jej jasności (czerwona linia). Modulacja jest dobrze widoczna.

Publikacje recenzowane

• Prudil, Z., Dekany, I., Smolec, R., Catelan, M., Grebel, E.K., Kunder, A.; Humps and bumps: the effects of shocks on the optical light curves of fundamental-mode RR Lyrae stars; A&A, 635, A66 (2020); ADS, PDF, arXiv:2001.08272
• Netzel, H., Smolec, R.; The census of non-radial pulsation in first-overtone RR Lyrae stars of the OGLE Galactic bulge collection; MNRAS, 487, 5584 (2019); ADS, PDF, arXiv:1908.07251
• Prudil, Z., Dekany, I., Grebel, E.K., Catelan, M., Skarka, M., Smolec, R.; On the Oosterhoff dichotomy in the Galactic bulge: II. kinematical distribution; MNRAS, 487, 3270 (2019); ADS, PDF, arXiv:1905.11870
• Soszyński, I., Smolec, R., Udalski, A., Pietrukowicz, P.; Type II Cepheids Pulsating in the First Overtone from the OGLE Survey; ApJ, 873, 43 (2019); ADS, PDF, arXiv:1902.02352
• Prudil, Z., Dekany, I., Catelan, M., Smolec, R., Grebel, E.K., Skarka, M.; On the Oosterhoff dichotomy in the Galactic bulge: I. spatial distribution; MNRAS, 484, 4833 (2019); ADS, PDF, arXiv:1901.09726
• Smolec, R., Moskalik, P., Plachy, E., Soszyński, I., Udalski, A.; Diversity of dynamical phenomena in type II Cepheids of the OGLE collection; MNRAS, 481, 3724 (2018); ADS, PDF, arXiv:1809.02842
• Netzel, H., Smolec, R., Soszyński, I., Udalski, A.; Blazhko Effect in the first overtone RR Lyrae stars of the OGLE Galactic bulge collection; MNRAS, 480, 1229 (2018); ADS, PDF, arXiv:1812.05409
• Prudil Z., Grebel, E.K., D\'ek\'any, I., Smolec, R.; Photometric study of the SMCNOD using variable stars from the OGLE-IV survey; MNRAS, 480, 669 (2018); ADS, PDF, arXiv:1809.06087
• Smolec, R.; Unstable standard candles. Periodic light curve modulation in fundamental mode classical Cepheids; MNRAS, 468, 4299 (2017); ADS, PDF, arXiv:1703.05358
• Smolec, R., Moskalik, P., Kałużny, J., Pych, W., Różyczka, M., Thompson, I.B.; RR Lyrae stars in NGC 6362; MNRAS, 467, 2349 (2017); ADS, PDF, arXiv:1702.02172
• Prudil, Z., Smolec, R., Skarka, M., Netzel, H.; Peculiar double-periodic pulsation in RR Lyrae stars of the OGLE collection. II. Short-period stars with dominant radial fundamental mode; MNRAS, 465, 4074 (2017); ADS, PDF, arXiv:1701.00751
• Plachy, E., Molnar, L., Jurkovic, M.I., Smolec, R., Moskalik, P., Pal, A., Szabados, L., Szabo, R.; First observations of W Virginis stars with K2: detection of period doubling; MNRAS, 465, 173 (2017); ADS, PDF, arXiv:1610.05488
• Soszyński, I., Smolec, R., Dziembowski, W.A., Udalski, A., Szymański, M.K., Wyrzykowski, L., Ulaczyk, K., Poleski, R., Pietrukowicz, P., Kozłowski, S., Skowron, D., Skowron, J., Mroz, P., Pawlak, M.; Anomalous Double-Mode RR Lyrae Stars in the Magellanic Clouds; MNRAS, 463, 1332 (2016); ADS, PDF, arXiv:1608.00576
• Smolec, R., Prudil, Z., Skarka, M., Bąkowska, K.; Peculiar double-periodic pulsation in RR Lyrae stars of the OGLE collection. I. Long-period stars with dominant radial fundamental mode; MNRAS, 461, 2934 (2016); ADS, PDF, arXiv:1606.06928
• Smolec, R., Śniegowska, M.; Non-radial pulsation in first overtone Cepheids of the Small Magellanic Cloud; MNRAS, 458, 3561 (2016); ADS, PDF, arXiv:1603.01042

Publikacje konferencyjne

• Smolec, R.; Low-amplitude periodicities and modulations in classical pulsators, in Astron. Soc. of the Pacific Conf. Ser. (2020), in press; RRL/Cep 2019 - Frontiers of Classical Pulsators: Theory and Observations, Cloudcroft, Oct 13-18, 2019; www
• Prudil, Z., Smolec, R., Catelan, M., Dekany, I., Grebel, E.K., Kunder, A.; Main and early shocks in RR Lyrae photometric light curves, in Astron. Soc. of the Pacific Conf. Ser. (2020), in press; RRL/Cep 2019 - Frontiers of Classical Pulsators: Theory and Observations, Cloudcroft, Oct 13-18, 2019; www
• Prudil, Z., Dekany, I., Catelan, M., Grebel, E.K., Smolec, R., Skarka, M.; Spatial and kinematical study of the Oosterhoff dichotomy in the Galactic bulge, in Astron. Soc. of the Pacific Conf. Ser. (2020), in press; RRL/Cep 2019 - Frontiers of Classical Pulsators: Theory and Observations, Cloudcroft, Oct 13-18, 2019; www
• Smolec, R.; Classical Pulsators: Contrast Between Pulsation Modes, in Proc. of the Polish Astron. Society (2020), in press; XXXIX Polish Astronomical Society Meeting, Olsztyn, Sep 09-12, 2019; www
• Ziolkowska, O., Styczen, M., Smolec, R.; Low-Amplitude Periodicities in the First Overtone Classical Cepheids, in Proc. of the Polish Astron. Society (2020), in press; XXXIX Polish Astronomical Society Meeting, Olsztyn, Sep 09-12, 2019; www
• Moskalik, P., Nemec, J.M., Molnar, L., Plachy, E., Szabo, R., Kolenberg, K.; K2 Observations of Galactic RRd Stars, in Proc. of the Physics of Oscillating Stars Conference (2018); PDF; Physics of Oscillating Stars, Banyuls-sur-mer, Sep 3-7, 2018; www
• Smolec, R., Moskalik, P., Evans, N.R., Moffat, A.F.J., Wade, G.A. and BEST; BRITE observations of classical Cepheids -- an update, in Proc. of the Polish Astron. Soc. (2018), 8, 88; PDF; 3rd BRITE-Constellation Science Conference, Auberge du Lac Taureau, Aug 7-10, 2017; www
• Prudil, Z., Grebel, E.K., Dekany I., Smolec, R., Skarka, M.; The Oosterhoff Dichotomy in the Galactic Bulge, in Proc. of the Polish Astron. Soc. (2018), 6, 37; PDF; RR Lyrae 2017 conference ``Revival of the Classical Pulsators: from Galactic Structure to Stellar Interior Diagnostics'', Niepolomice, Sep. 17-21, 2017; www
• Netzel, H., Smolec, R., Soszynski, I.; First Overtone RR Lyrae Stars in the OGLE Collection, in Proc. of the Polish Astron. Soc. (2018), 6, 157; PDF; RR Lyrae 2017 conference ``Revival of the Classical Pulsators: from Galactic Structure to Stellar Interior Diagnostics'', Niepolomice, Sep. 17-21, 2017; www
• Kotysz, K., Smolec, R.; Close Non-Radial Modes and Modulation in First Overtone Cepheids, in Proc. of the Polish Astron. Soc. (2018), 6, 304; PDF; RR Lyrae 2017 conference ``Revival of the Classical Pulsators: from Galactic Structure to Stellar Interior Diagnostics'', Niepolomice, Sep. 17-21, 2017; www
• Smolec, R., Moskalik, P., Plachy, E., Soszynski, I., OGLE Team; Period Doubling and Modulation of Pulsation in Type II Cepheids from the OGLE Collection, in Proc. of the Polish Astron. Soc. (2018), 6, 321; PDF; RR Lyrae 2017 conference ``Revival of the Classical Pulsators: from Galactic Structure to Stellar Interior Diagnostics'', Niepolomice, Sep. 17-21, 2017; www
• Sniegowska, M., Smolec, R.; Non-Radial Pulsation in the First Overtone Cepheids of the Magellanic Clouds, in Proc. of the Polish Astron. Soc. (2018), 6, 323; PDF; RR Lyrae 2017 conference ``Revival of the Classical Pulsators: from Galactic Structure to Stellar Interior Diagnostics'', Niepolomice, Sep. 17-21, 2017; www
• Netzel, H., Smolec, R., Soszynski, I., OGLE Team; Blazhko modulation in first-overtone RR Lyrae stars from the OGLE Collection, in EPJ Web of Conferences (2017), 152, 01003; PDF; 22nd Los Alamos Stellar Pulsation Conference "Wide-field variability surveys: a 21st-century perspective", San Pedro de Atacama, Nov. 28 - Dec. 2, 2016; www
• Moskalik, P., Smolec, R., Kaluzny, J., Pych, W., Rozyczka, M, Thompson, I.B.; Multiperiodic RR Lyrae stars in the field of NGC 6362, in EPJ Web of Conferences (2017), 152, 01023; PDF; 22nd Los Alamos Stellar Pulsation Conference "Wide-field variability surveys: a 21st-century perspective", San Pedro de Atacama, Nov. 28 - Dec. 2, 2016; www
• Smolec, R., Dziembowski, W., Moskalik, P., Netzel, H., Prudil, Z., Skarka, M., Soszynski, I.; Petersen Diagram Revolution, w EPJ Web of Conferences (2017), w druku; arXiv; 22nd Los Alamos Stellar Pulsation Conference "Wide-field variability surveys: a 21st-century perspective", San Pedro de Atacama, Nov. 28 - Dec. 2, 2016; www
• Smolec, R., Moskalik, P., Evans, N.R., Moffat, A.F.J., Wade, G.A. oraz BEST; BRITE observations of classical Cepheids, w Proc. of the Polish Astron. Soc. (2017), w druku; arXiv; 2nd BRITE-Constellation Science Conference, Innsbruck, 22-26 sierpnia 2016; www

Prezentacje

---