Спекл-интерферометрия звезд с разрешающимся диском

Доля звезд, находящихся на поздних стадиях эволюции невелика по сравнению с долей звезд находящихся на «главной последовательности». Однако, определение важных фундаментальных характеристик долгопериодических переменных звезд, и в первую очередь радиуса, доступно за счет линейных размеров в сотни раз превосходящих размеры звезд главной последовательности. Дополнительный интерес представляет нестационарность этих объектов, наличие наблюдаемых асимметрий поверхности в области поглощения молекулярными линиями, интенсивная потеря вещества. На данный момент нет единой теории объясняющей данные явления. Исследования направлены на определение фундаментальных параметров и описание характера пульсаций звезд находящихся на завершающих стадиях эволюции на основе спекл-интерферометрических, спектральных и фотометрических наблюдений. Целью исследований является изучение прямыми методами фундаментальных параметров долгопериодических переменных звезд и полуправильных переменных звезд, а также изучение природы нестационарности на поздних стадиях эволюции звезд.

image00

Восстановленные изображения системы o Cet и увеличенное изображение Миры в сравнении с изображением опорной звезды.

В рамках программы «звёзды типа o Cet» на 6-м телескопе были проведены спекл-интерферометрические наблюдения гиганта асимптотической ветви спектрального класса М8 R Leo внутри одного цикла пульсации в четырех разных фазах (0.13, 0.29, 0.49, 0.67). Измерения проведены в узких фильтрах соответствующих областям Hα и квазиконтинуума с умеренным поглощением TiO на длине волны 700 нм. Для определения угловых размеров и формы затухания функции распределения яркости от центра диска звезды к краю нами были промоделированы усредненные по углу модули пространственного спектра мощности. Показано, что форма распределения яркости изменяется со временем. Данные наблюдения проведены с рекордным для мониторинга изменения диаметра долгопериодической переменной звезды разрешением на одиночном телескопе.

В 2011 году была введена в эксплуатацию камера SPID, где в качестве приемника используется счетчик фотонов нового поколения (CPNG). Основной особенностью новой камеры является разложение в спектр зрачка прибора, что дает возможность получать спекл-изображения с высоким спектральным разрешением. Предельное спектральное разрешение камеры SPID составляет 3000 dl/l, что позволяет достигнуть выделения длин волн в 1 ангстрем и проводить наблюдения в узких линиях. Результирующее изображение в этом случае соответствует тонкому по отношению к толщине атмосферы звезды слою. Широкий спектральный диапазон (от 380 нм до 715 нм) позволяет выбрать из множества областей спектра соответствующих молекулярному поглощению (TiO, ZnO), областям континуума, отдельным спектральным линиям (NaI, CaII, Halpha). Кроме того, возможность наблюдений в узких молекулярных линиях позволяет детально изучить слои звезды на разных удалениях от центра с одинаковым химическим составом. Прибор позволяет одновременно получать изображения для атмосферного слоя звезды и уровня, близкого к фотосфере за счет разделения приходящего от звезды света на два пучка с разными длинами волн. Для достаточно широких линий (например, линии водорода Бальмер альфа) возможно одновременное получение изображений на синем и красном участках линии, что позволяет применить метод дифференциальной спекл-интерферометрии и достигнуть пространственного разрешения, превышающего дифракционное разрешение телескопа. Помимо построения изображений в узких спектральных диапазонах, камера осуществляет регистрацию колебаний приходящего волнового фронта при помощи датчика Шака-Гартмана. Использование этого элемента адаптивной оптики позволяет оценить атмосферное качество и компенсировать низкочастотные колебания изображений звезд. В качестве приемника используется счетчик фотонов нового поколения (CPNG), являющийся на данный момент одним из наиболее чувствительных в мире. Высокий уровень регистрации сигнала достигается за счет схемы с двухкаскадным электронно-оптическим преобразователем. За два сета наблюдений с камерой SPID в 2011 году были проведены калибровочные работы, измерены характеристики системы с счетчиком фотонов и проведены первые пробные наблюдения гиганта асимптотической ветви o Cet. В 2012 проведены два наблюдательных сета с камерой SPID. По анализу интеркорреляционных изображений стандарта ads 16748 при угловом расстоянии 0″.522, определен масштаб 8.3 mas/pxl на длине волны 570 нм.