АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2025, том 80, № 3, страницы 473–485
ДИСКОВАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ЦЕФЕИД ТИПА II В ГАЛАКТИКЕ ПО ДАННЫМ GAIA DR3
© 2025
А. С. Расторгуев1,2*, М. В. Заболотских2
1Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, 119991 Россия
2Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Москва, 119234 Россия
*E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
2Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Москва, 119234 Россия
*E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
УДК 524.333.7:521.31
Поступила в редакцию 10 июня 2025 года; после доработки 24 июня 2025 года; принята к публикации 26 июня 2025 года
По байесовским расстояниям, собственным движениям и лучевым скоростям Gaia DR3 рассчитаны параметры галактических орбит 519 цефеид типа II, классифицированных как переменные звезды типа BL Her, W Vir и RV Tau. Показано, что как минимум 27 переменных типа BL Her из 100, 17 переменных типа W Vir из 308 и 8 переменных типа RV Tau из 111 характеризуются пространственным распределением и параметрами галактических орбит, типичными для населения тонкого/старого диска Галактики. При этом их светимости существенно ниже, чем у классических цефеид (DCEP), и соответствуют светимостям цефеид типа II. Обосновано предположение, что в области полосы нестабильности, занимаемой короткопериодическими цефеидами типа BL Her, могут находиться звезды старого диска с начальными массами около 0.95M⊙, успевшие за время порядка 9 млрд лет проэволюционировать от главной последовательности до стадии начала горения гелия в ядре и достичь полосы нестабильности. Наличие эволюционных «петель» объясняет существование ряда цефеид типа BL Her, демонстрирующих эволюционное уменьшение периода. Таким образом, в полосе нестабильности переменных типа BL Her могут сосуществовать как звезды малой массы, находящиеся в фазе эволюции двойного слоевого источника, так и звезды на стадии начала горения гелия в ядре с большей начальной массой. Для уточнения классификации цефеид типа II необходимы более детальные эволюционные и пульсационные расчеты и дополнительные комплексные исследования, включающие, например, оценки пульсационных радиусов.
Ключевые слова:
звезды: переменные: цефеиды — звезды: эволюция — звезды: население II типа — Галактика: звездный состав
ФинансированиеСписок литературы
Данная работа финансировалась за счет средств бюджета организаций.
Список литературы
1. S. G. Ansari, L. Eyer, and F. Kerschbaum, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 522 (4), 6087 (2023). DOI:10.1093/mnras/stad1334
2. F. Arenou and X. Luri, ASP Conf. Ser 167, 13 (1999).
3. W. Baade, Astrophys. J. 100, 137 (1944). DOI:10.1086/144650
4. C. A. L. Bailer-Jones, R. Andrae, B. Arcay, et al., Astron. and Astrophys. 559, id. A74 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201322344
5. C. A. L. Bailer-Jones, J. Rybizki, M. Fouesneau, et al., Astron. J. 161 (3), id. 147 (2021). DOI:10.3847/1538-3881/abd806
6. V. V. Bobylev, A. T. Bajkova, A. S. Rastorguev, and M. V. Zabolotskikh, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 502 (3), 4377 (2021). DOI:10.1093/mnras/stab074
7. G. Bono, V. F. Braga, G. Fiorentino, et al., Astron. and Astrophys. 644, id. A96 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202038191
8. G. Bono, F. Caputo, and P. Santolamazza, Astron. and Astrophys. 317, 171 (1997).
9. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 616, id. A1 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833051
10. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 649, id. A1 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202039657
11. A. A. Chemel, E. V. Glushkova, A. K. Dambis, et al., Astrophysical Bulletin 73 (2), 162 (2018). DOI:10.1134/S1990341318020049
12. O. L. Creevey, R. Sordo, F. Pailler, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A26 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243688
13. S. Das, S. M. Kanbur, R. Smolec, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 501 (1), 875 (2021). DOI:10.1093/mnras/staa3694
14. S. Das, L. Molnár, S. M. Kanbur, et al., Astron. and Astrophys. 684, id. A170 (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202348280
15. A. Dotter, Astrophys. J. Suppl. 222 (1), article id. 8 (2016). DOI:10.3847/0067-0049/222/1/8
16. Y. A. Fadeyev, Astronomy Letters 46 (11), 734 (2020). DOI:10.1134/S106377372011002X
17. M. W. Feast, C. D. Laney, T. D. Kinman, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 386 (4), 2115 (2008). DOI:10.1111/j.1365-2966.2008.13181.x
18. M. Fouesneau, Y. Frémat, R. Andrae, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A28 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243919
19. W. L. Freedman and B. F. Madore, Proc. IAU Symp. No. 376, Ed. by R. de Grijs, P. A. Whitelock, and M. Catelan (Cambridge University Press, Cambridge, 2024) pp. 1–14. DOI:10.1017/S1743921323003459
20. G. M. Green, E. Schlafly, C. Zucker, et al., Astrophys. J. 887 (1), article id. 93 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab5362
21. H. C. Harris, Astron. J. 90, 756 (1985). DOI:10.1086/113783
22. A. H. Joy, Astrophys. J. 115, 25 (1952). DOI:10.1086/145506
23. B. V. Kukarkin and A. S. Rastorguev, Peremennye Zvezdy 18, 383 (1972).
24. H. S. Leavitt and E. C. Pickering, Harvard College Observatory Circular 173, 1 (1912).
25. B. F. Madore and W. L. Freedman, Publ. Astron. Soc. Pacific 103, 933 (1991). DOI:10.1086/132911
26. T. D. Oswalt and G. Gilmore, Planets, Stars and Stellar Systems, Vol. 5: Galactic Structure and Stellar Populations (Springer, Netherlands, 2013).
27. T. Prusti et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 595, id. A1 (2016). DOI:10.1051/0004-6361/201629272
28. A. S. Rastorguev and A. K. Dambis, Astrophysical Bulletin 66 (1), 47 (2011). DOI:10.1134/S1990341311010032
29. A. S. Rastorguev, M. V. Zabolotskikh, and N. A. Gorynya, Astronomy Reports 68 (12), 1457 (2024). DOI:10.1134/S1063772925701409
30. A. S. Rastorguev, M. V. Zabolotskikh, N. N. Samus, and N. A. Gorynya, Astrophysical Bulletin 80 (2), 242 (2025). DOI:10.1134/S1990341325600103
31. A. Recio-Blanco, P. de Laverny, P. A. Palicio, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A29 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243750
32. A. G. Riess, D. Scolnic, G. S. Anand, et al., Astrophys. J. 977 (1), id. 120 (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad8c21
33. A. G. Riess, W. Yuan, L.M.Macri, et al., Astrophys. J. 934 (1), id. L7 (2022). DOI:10.3847/2041-8213/ac5c5b
34. V. Ripepi, G. Clementini, R. Molinaro, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A17 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243990
35. N. N. Samus’, E. V. Kazarovets, O. V. Durlevich, et al., Astronomy Reports 61 (1), 80 (2017). DOI:10.1134/S1063772917010085
36. I. Soszyński, A. Udalski, M. K. Szymański, et al., Acta Astronomica 67 (4), 297 (2017). DOI:10.32023/0001-5237/67.4.1
37. I. Soszyński, A. Udalski, M. K. Szymański, et al., Acta Astronomica 68 (2), 89 (2018). DOI:10.32023/0001-5237/68.2.1
38. L. Szabados, in Proc. Intern. Conf. on Variable Stars, the Galactic halo and Galaxy Formation, Zvenigorod, Russia, 2009, Ed. by C. Sterken, N. Samus, and L. Szabados, (Sternberg Astronomical Institute ofMoscow University, 2010) p. 37.
39. E. Trentin, V. Ripepi, R. Molinaro, et al., Astron. and Astrophys. 681, id. A65 (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202347195
40. A. Udalski, M. K. Szymański, and G. Szymański, Acta Astronomica 65 (1), 1 (2015). DOI:10.48550/arXiv.1504.05966
41. A. Vallenari et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 674, id. A1 (2023a). DOI:10.1051/0004-6361/202243940
42. S. Wang and X. Chen, Astrophys. J. 877 (2), id. 116 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab1c61
43. A. M. Yacob, L. N. Berdnikov, E. N. Pastukhova, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 516 (2), 2095 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac2167
2. F. Arenou and X. Luri, ASP Conf. Ser 167, 13 (1999).
3. W. Baade, Astrophys. J. 100, 137 (1944). DOI:10.1086/144650
4. C. A. L. Bailer-Jones, R. Andrae, B. Arcay, et al., Astron. and Astrophys. 559, id. A74 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201322344
5. C. A. L. Bailer-Jones, J. Rybizki, M. Fouesneau, et al., Astron. J. 161 (3), id. 147 (2021). DOI:10.3847/1538-3881/abd806
6. V. V. Bobylev, A. T. Bajkova, A. S. Rastorguev, and M. V. Zabolotskikh, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 502 (3), 4377 (2021). DOI:10.1093/mnras/stab074
7. G. Bono, V. F. Braga, G. Fiorentino, et al., Astron. and Astrophys. 644, id. A96 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202038191
8. G. Bono, F. Caputo, and P. Santolamazza, Astron. and Astrophys. 317, 171 (1997).
9. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 616, id. A1 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833051
10. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 649, id. A1 (2021). DOI:10.1051/0004-6361/202039657
11. A. A. Chemel, E. V. Glushkova, A. K. Dambis, et al., Astrophysical Bulletin 73 (2), 162 (2018). DOI:10.1134/S1990341318020049
12. O. L. Creevey, R. Sordo, F. Pailler, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A26 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243688
13. S. Das, S. M. Kanbur, R. Smolec, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 501 (1), 875 (2021). DOI:10.1093/mnras/staa3694
14. S. Das, L. Molnár, S. M. Kanbur, et al., Astron. and Astrophys. 684, id. A170 (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202348280
15. A. Dotter, Astrophys. J. Suppl. 222 (1), article id. 8 (2016). DOI:10.3847/0067-0049/222/1/8
16. Y. A. Fadeyev, Astronomy Letters 46 (11), 734 (2020). DOI:10.1134/S106377372011002X
17. M. W. Feast, C. D. Laney, T. D. Kinman, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 386 (4), 2115 (2008). DOI:10.1111/j.1365-2966.2008.13181.x
18. M. Fouesneau, Y. Frémat, R. Andrae, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A28 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243919
19. W. L. Freedman and B. F. Madore, Proc. IAU Symp. No. 376, Ed. by R. de Grijs, P. A. Whitelock, and M. Catelan (Cambridge University Press, Cambridge, 2024) pp. 1–14. DOI:10.1017/S1743921323003459
20. G. M. Green, E. Schlafly, C. Zucker, et al., Astrophys. J. 887 (1), article id. 93 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab5362
21. H. C. Harris, Astron. J. 90, 756 (1985). DOI:10.1086/113783
22. A. H. Joy, Astrophys. J. 115, 25 (1952). DOI:10.1086/145506
23. B. V. Kukarkin and A. S. Rastorguev, Peremennye Zvezdy 18, 383 (1972).
24. H. S. Leavitt and E. C. Pickering, Harvard College Observatory Circular 173, 1 (1912).
25. B. F. Madore and W. L. Freedman, Publ. Astron. Soc. Pacific 103, 933 (1991). DOI:10.1086/132911
26. T. D. Oswalt and G. Gilmore, Planets, Stars and Stellar Systems, Vol. 5: Galactic Structure and Stellar Populations (Springer, Netherlands, 2013).
27. T. Prusti et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 595, id. A1 (2016). DOI:10.1051/0004-6361/201629272
28. A. S. Rastorguev and A. K. Dambis, Astrophysical Bulletin 66 (1), 47 (2011). DOI:10.1134/S1990341311010032
29. A. S. Rastorguev, M. V. Zabolotskikh, and N. A. Gorynya, Astronomy Reports 68 (12), 1457 (2024). DOI:10.1134/S1063772925701409
30. A. S. Rastorguev, M. V. Zabolotskikh, N. N. Samus, and N. A. Gorynya, Astrophysical Bulletin 80 (2), 242 (2025). DOI:10.1134/S1990341325600103
31. A. Recio-Blanco, P. de Laverny, P. A. Palicio, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A29 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243750
32. A. G. Riess, D. Scolnic, G. S. Anand, et al., Astrophys. J. 977 (1), id. 120 (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad8c21
33. A. G. Riess, W. Yuan, L.M.Macri, et al., Astrophys. J. 934 (1), id. L7 (2022). DOI:10.3847/2041-8213/ac5c5b
34. V. Ripepi, G. Clementini, R. Molinaro, et al., Astron. and Astrophys. 674, id. A17 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202243990
35. N. N. Samus’, E. V. Kazarovets, O. V. Durlevich, et al., Astronomy Reports 61 (1), 80 (2017). DOI:10.1134/S1063772917010085
36. I. Soszyński, A. Udalski, M. K. Szymański, et al., Acta Astronomica 67 (4), 297 (2017). DOI:10.32023/0001-5237/67.4.1
37. I. Soszyński, A. Udalski, M. K. Szymański, et al., Acta Astronomica 68 (2), 89 (2018). DOI:10.32023/0001-5237/68.2.1
38. L. Szabados, in Proc. Intern. Conf. on Variable Stars, the Galactic halo and Galaxy Formation, Zvenigorod, Russia, 2009, Ed. by C. Sterken, N. Samus, and L. Szabados, (Sternberg Astronomical Institute ofMoscow University, 2010) p. 37.
39. E. Trentin, V. Ripepi, R. Molinaro, et al., Astron. and Astrophys. 681, id. A65 (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202347195
40. A. Udalski, M. K. Szymański, and G. Szymański, Acta Astronomica 65 (1), 1 (2015). DOI:10.48550/arXiv.1504.05966
41. A. Vallenari et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 674, id. A1 (2023a). DOI:10.1051/0004-6361/202243940
42. S. Wang and X. Chen, Astrophys. J. 877 (2), id. 116 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab1c61
43. A. M. Yacob, L. N. Berdnikov, E. N. Pastukhova, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 516 (2), 2095 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac2167
Disk Population of Type II Cepheids in the Galaxy Based On Gaia DR3 Data
© 2025
A. S. Rastorguev1,2*, M. V. Zabolotskikh2
1Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics, Moscow, 119991 Russia
2Sternberg Astronomcal Institute, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119234 Russia
*E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
2Sternberg Astronomcal Institute, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119234 Russia
*E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
Galactic orbital parameters of 519 type II Cepheids classified as BL Her, W Vir and RV Tau variable stars were calculated using Bayesian distances, proper motions, and Gaia DR3 radial velocities. It is shown that at least 27 BL Her type variables out of 100, 17 W Vir type variables out of 308 and 8 RV Tau type variables out of 111 are characterized by a spatial distribution and galactic orbital parameters typical of the population of the thin/old disk of the Galaxy. At the same time, their luminosities are significantly lower than those of classical Cepheids (DCEP), and correspond to the luminosities of type II Cepheids. It is suggested that the region of the instability strip occupied by short-period Cepheids of the BL Her type may contain stars of the old disk with initial masses of about 0.95M⊙, which evolved from the main sequence to the stage of the onset of helium burning in the core and reached the instability strip over a time of about 9 Gyr. The presence of evolutionary “loops” explains the existence of a number of BL Her Cepheids, which demonstrate an evolutionary decrease in period. Thus, both low-mass stars in the phase of evolution of a double-layer source and stars at the stage of the onset of helium burning in the core with a larger initial mass can coexist in the instability strip of BL Her variables. To refine the classification of type II Cepheids, more detailed evolutionary and pulsation calculations and additional comprehensive studies are needed, including, for example, estimates of pulsation radii.
Keywords:
stars: variables: Cepheids—stars: evolution—stars: Population II—Galaxy: stellar content
К содержанию номера