RR Lyrae: пулсираща променлива звезда, период, свойства и стандартна свещ
RR Lyrae е пулсираща променлива звезда в съзвездието Лира и е прототип на цял клас променливи звезди, известни като променливи RR Lyrae. Нейният основен пулсационен период е около 13 часа и 36 минути (приблизително 0,567 дни). При всяка радиална пулсация радиусът на звездата се променя и в случая на RR Lyrae това изменение е измервано между около 5,1 и 5,6 пъти радиуса на Слънцето. Тези пулсации предизвикват характерни промени в светимостта и спектъра на звездата.
Класификация и физични свойства
Звездите от типа RR Lyrae са класически представители на стари, маломасивни звезди от популация II. Те са звезди на хоризонталната клонова последователност (core helium–burning), разположени в т.нар. инстабилна ивица в ХР‑диаграмата. Типичните им спектрални класове са A (често) и по-рядко F. Еволюционно те са претърпели загуба на маса и настоящата им маса обикновено е в диапазона около 0,5–0,8 маси на Слънцето. Повърхностните им ефективни температури са от порядъка на няколко хиляди келвина (няколко хиляди K), съвместими със споменатите спектрални класове.
Средната абсолютна визуална звездна величина на RR Lyrae е около 0,75 (Mv ≈ +0,75), което ги прави с яркост от порядъка на 40–50 пъти по-ярки от нашето Слънце в оптичния диапазон. В сравнение с цефеидите, RR Lyrae са значително по-слабо светещи, но много по-често срещани в стари звездни популации.
Подтипове на RR Lyrae и пулсационни характеристики
- RRab: пулсират в основния (фундаментален) режим; имат асиметрични светлинни криви с бързо нарастване и по-бавно затихване и периоди обикновено ~0,4–0,8 дни.
- RRc: пулсират в първия овъртон; светлинните им криви са по-синусоидални и периодите са по-къси, обикновено ~0,2–0,5 дни.
- RRd: двурежимни (двата режима едновременно), редки, но важни за пулсационните модели.
При много RR Lyrae се наблюдава и т.нар. Блажков ефект (Blazhko effect) — дългопериодна модулация на амплитудата и/или фазата на пулсациите, което все още не е напълно обяснено и е активна тема на изследване.
Период–светимост и използване като стандартни свещи
Връзката между периода и светимостта (период–светимост или период–светимост–металност) при RR Lyrae ги прави полезни като стандартни свещи за определяне на разстояния, особено в рамките на Млечния път и в близки галактики с доминиране на стари популации (напр. сфероидите и кълбовидните купове). За разлика от цефеидите, при RR Lyrae абсолютната им величина зависи значително от металичността ([Fe/H]) — по‑бедните на метали RR Lyrae са по‑ярки в визуалния диапазон — затова корекция за металичност е необходима при калибриране на разстоянията.
Тъй като RR Lyrae са относително слаби в сравнение с цефеидите, те служат най-вече за измерване на разстояния в локалния космически мащаб: в кълбовидни купове, в галактичното ядро и в спътниковите галактики на Млечния път. Освен това се използват за проследяване на разпределението на стария популационен компонент и за изучаване на химическите и динамични свойства на галактичния хало.
Разстояние до прототипа RR Lyrae
Определянето на точни разстояния до близки RR Lyrae звезди е важно за калибриране на период–светимостните отношения. Разстоянието до прототипната звезда RR Lyrae беше предмет на дискусии до началото на XXI век; през 2002 г. чрез паралаксни наблюдения с космическия телескоп Хъбъл е определено разстояние с относителна грешка около 5 %. Резултатът е 854 светлинни години (262 парсека). В комбинация с измервания от спътника Хипаркос и други източници общоприетата оценка е около 860 ly (260 pc).
Съвременни изследвания и перспективи
Съвременните мисии като Gaia осигуряват много по-точни паралакси и големи каталози на променливи звезди, което позволява прецизно калибриране на абсолютните величини и по-добро коригиране за металичност. Това води до по-надеждни разстояния и позволява да се използват RR Lyrae за подробно картографиране на структурата и историята на нашата галактика. Неразрешените въпроси като природата на Блажковия ефект и детайлите на вътрешната хидродинамика при пулсациите остават предмет на активни теоретични и наблюдателни изследвания.
Типичната крива на светлината за RR Lyrae
Променливите звезди от типа RR Lyrae попадат в определена област на диаграмата на Херцшпрунг-Ръсел на съотношението между цвета и яркостта.
Въпроси и отговори
В: Какъв тип звезда е RR Lyrae?
О: RR Lyrae е пулсираща променлива звезда в съзвездието Лира. Тя е моделът за променливите звезди, известни като променливи RR Lyrae.
В: Колко време отнема на RR Lyrae да пулсира?
О: RR Lyrae пулсира в рамките на кратък цикъл от 13 часа и 36 минути.
В: Какъв е радиусът на RR Lyrae в сравнение с този на Слънцето?
О: При всяка радиална пулсация радиусът на звездата варира между 5,1 и 5,6 пъти радиуса на Слънцето.
В: Къде обикновено се намират звезди като RR Lyrae?
О: Звездите от този тип често се намират в кълбовидни купове.
В: Какъв тип и маса са тези звезди?
О:RR Lyrae и нейният тип са пулсиращи звезди от спектрален клас А (и рядко F), с маса около половината от тази на Слънцето.
В: Как се сравняват с променливите звезди от типа Цефеида?
О:RR Lyrae пулсират по начин, подобен на този на променливите цефеиди, така че механизмът на пулсациите се смята за сходен; за разлика от цефеидите обаче те са стари, маломасивни, бедни на метал звезди от "популация II", които са много по-малко ярки от цефеидите.
Въпрос: Как беше определено разстоянието до тях през 2002 г.?
О: През 2002 г. разстоянието до тях беше определено в рамките на 5 % грешка, като бяха използвани измервания от космическия телескоп Хъбъл, комбинирани с измервания от спътника Хипаркос и други източници; в резултат на това разстоянието беше оценено на 860 светлинни години (260 парсека).
