Расстояние d = 2 – 2.5 кпк ( >1.8 кпк)

1. Подтверждение вариации химсостава межзвездного вещества Галактики по О-сверхгигантам HDE 226868 (Cyg X-1) и alpha CamБочкарев Н.Г., Карицкая Е.А., Шиманский В.В., Галазутдинов Г.А. 30 сент.2009 Ростов/Дон

2. . горячаялиния . Расстояние d = 2 – 2.5 кпк (>1.8 кпк)

3. Использованные наблюдения • Пик Терскол 2-м телескоп эшелле-спектрограф фокус Кудэ R = 45000 3700 - 10300 Å фокус Кассегрена R = 13000 3800 – 7600 Å За 28 ночей 2002 - 2004 получено 68 спектров • BOAO Observatory (Южная Корея) 1.84-м телескоп фиберный спектрограф R = 44000, 30000 3800 – 10000 Å За 5 ночей 7 спектров

4. В спектрах видны образующиеся в звездной системе: • линии поглощения сверхгиганта HI, HeI, HeII, • бленда CNO l4640Å • многочисленные линии тяжелых элементов (C, N, O, Ne, Mg, Al, Si, S, Zn), • сильные эмиссионные компоненты в линиях Hαи HeII l4686Å со сложными профилями. Последовательность профилей линии Hα c орбитальным периодом, полученных в июне 2003 г X-ray “soft” X-ray “hard” 2002 г X-ray “soft” 2002 г

5. Методика моделирования спектров Cyg X-1 3) Два типа распределения внешнего излучения – “soft” “hard”(A.Zdziarski, M. Gierlinski,(Prog. Theor. Phys. Suppl. No.155, 2004) • Программныйкомплекс SPECTR (Сахибуллин, Шиманский, 1997) 1) Модели облучаемых атмосфер в приближении баланса функций нагрева и охлаждения (Иванова и др., 2002). 2) Эквипотенциальная форма звезды, близкой к заполнению полости Роша (Шиманский, 2002). 4) Синтетический спектр с учетом 580000 линий (Шиманский и др., 2003). 5) Прямой расчет не-ЛТР эффектов для HI, HeI, MgII, SiIV с учетом облучения (Иванова и др., 2004).

6. Корректное описание линий Hi и HeI определяет параметры O-звезды: Teff = 30400 +/- 500K, log g =3.31 +/- 0.07, [He/H] = 0.43+/-0.06 • Эмиссионные компоненты типа P Cyg в профилях линий HeI λλ4387, 4471, 4713, 4921, 5876 Å-горячий ветер, истекающий с поверхности O-звезды на глубинах lg τ < -2.0.

7. Определение химсостава HDE226868 • В спектре оптического компонента Лебедя Х-1 в диапазоне 3960-5880 A нами отождествлено (помимо 4 линийН илинии HeII 4686A со сложным профилем) 130 линий поглощенияи 7 блендионов: HeI, HeII, CII, CIII, CIV, NII, NIII, OII, OIII, NeII, MgII, AlIII, SiIII, SiIV, SIII, FeIII, ZnIII. • 112 из 130 линийиспользовалось для определениясодержания элементов по отношению к H: 15 He линий, 9 C линий, 36 N линий, 31 O линия, 3 Ne линии, 1 Mg линия, 1 Al линия, 9 Si линий, 3 S линии, 1 Fe линия, and 3 Zn линии.

8. Содержание элементовв HDE226868

9. Химсостав вещества, из которого образовался Cyg X-1 Содержания Al, Fe, Zn согласуются друг с другом и соответствуют металличности [Fe/H] ≈ 0.35 dex, типичной для молодых звезд диска Галактики. Среднее содержание CNO тоже соответствует металличности [<CNO>/H] = 0.33. Принимая во внимание неопределенность оценкисодержания для Mg и S, можно предположить, что они не противоречатполученной металличности. Т.о.,металличность Cyg X-1 соответствуетпопуляции наиболее молодых звезд Галактического диска.

10. Особенности химсостава Лебедя Х-1 1)Индивидуальныеотносительные содержания CNO элементовуказывают на прошедшие реакции CNO-цикла ([N/C] = [N/O] = 0.7 dex). 2) Избыток содержания [He/H] = 0.42 dex мог образоваться в результате синтеза в слоевом источнике и/или при перетекании вещества соседней компоненты до релятивистской стадии. 3) Избытки содержаниянеона [Ne/H] = 0.7 dex и кремния [Si/H] = 0.7 dex указывают на влияние альфа – процесса. 4) Учет типичной для О-сверхгигантов неотождествленной эмиссии, частично заливающей линию MgII 4481A, приводит к скорее всего к [Mg/H] = 0.6 dex.

11. Выводы по химсоставу Cyg X-1 • Химический состав сверхгиганта Cyg X-1 аномален. Видны проявления ядерной переработки вещества как CNO, так и альфа – процессами. • Найденные особенности химического состава оптического компонента Cyg X-1 могут служить индикатором пути эволюции этой системы.

12. Возможные источники «загрязнения» атмосферы оптического компонента Лебедя Х-1 • перемешивание материи внутри сверхгиганта, вызванное, например,приливным взаимодействием. • аккреция вещества с соседнего компонента либо на стадии общей оболочки, либо при взрыве SN.

13. Сопоставление с alpha Cam Alpha Cam: • Sp O9.5 I, V=4.3 mag, • Teff = 30800 K, • log g = 3.20 Cyg X-1: • Sp O9.7 Iab,V=8.9 mag., • Teff = 30400 K • log g = 3.31 Наблюдения обоих объектов: • на одном инструменте, • с одинаковым сп. разрешением. Использование: • одинакового метода определения Teff и log g; • одинакового набора спектральных линий. Малая разность параметров звезд и дифференциальный анализ содержаний. Все это исключает ошибки сил осцилляторов и недостатки методики расчетов синтетических спектров  получаемой разности химсоставов можно доверять!

14. Разность содержаний элементов в HDE 226868(Cyg X-1) и alpha Cam

15. Результат сравнения химсостава HDE226868 и alpha Cam • Содержания всех исследованных тяжелых элементов: [<CNO>/H], [Al/H], [S/H] и [Zn/H] в HDE226868 больше, чем в alpha Camна 0.15 – 0.3 dex.

16. Вариации содержания «металлов» в МЗС в окрестностях Солнца по 50 цефеидам(Luck R.E., Kovtyukh V.V., Andrievsky S.M.2006 The Distribution of the Elements in the Galactic Disk AJ 132,902-918) Alpha Cam: d=2.1 кпк l=144° Cyg X-1: d=2.5 кпк l=74° Расстояние между ними 2.5-2.7 кпк

17. Результаты сопоставления Z в HDE226868 и alpha Cam с данными, полученными по 50 цефеидам • Различие Z согласуется с данными, полученными по цефеидам  взаимное подтверждение данных. • Градиент dZ/dRGдля 7 < RG < 9 кпк отсутствует.  разность составов наших двух звеэдам определяется клочковатостью распределения Z в плоскости Галактики.

18. Следствия для строения Галактики • Данные по цефидам и наш результат указывают на неоднородность распределения Z в межзвездной среде Галактики с характерный масштабом около 2 кпк • Это соответствует представлению о гравитационно-связанных сверхоблаках в межзвездной среде, сохраняющих свою индивидуальность более 1 млрд. лет. • Сверхоблака могут возникать в результате развития неустойчивости Рэлея – Тейлора – Паркера. • Рисунок:Неустойчивость Рэлея – Тейлора -- Паркера замагниченного межзвшздного вещества в гравитационном поле звезд плоской составляющей галактики. Показаны: • сгустки газа в магнитных ямах; • силовые линии магнитного поля. • Черта внизу — плоскость галактики.

19. Выводы • Методом модельных атмосфер с учетом не-ЛТР эффектов определены содержания элементов в атмосферах двух О-сверхгигантов HDE 226868 (оптический компонент Cyg X-1) и alpha Cam с близкими физическими характеристиками, но находящиеся на расстоянии 2.5-2.7 кпк друг от друга. • Среднее содержание элементов группы CNO, а также Al, S и Zn в HDE 226868 на 0.15-0.3 dex превосходит содержание этих элементов в alpha Cam, что согласуется данными, полученным Luck, Kovtyukh, Andrievsky (2006) по 50 цефеидам распределением тяжелых элементов в диске Галактики. • Это является подтверждением неоднородности распределения тяжелых элементов на масштабе порядка 2 кпк и соответствует представлением о том, что «сверхоблака» межзвездной среды сохраняют свою индивидуальность на шкале времени более одного миллиарда лет.

20. Спасибо за внимание