"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8906
ETF8906 "Täheassotsiatsioonide heledaimate tähtede muutlikkuse uuring (1.01.2011−30.06.2015)", Laurits Leedjärv, Tartu Observatoorium.
ETF8906
Täheassotsiatsioonide heledaimate tähtede muutlikkuse uuring
Time-resolved survey of the most luminous stars in stellar associations
1.01.2011
30.06.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.3. Kosmoseuuringud ja astronoomiaP520 Astronoomia, kosmoseuuringud, kosmosekeemia 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Observatooriumkoordinaator01.01.2011−30.06.2015
PerioodSumma
01.01.2011−31.12.201111 040,00 EUR
01.01.2012−31.12.201211 040,00 EUR
01.01.2013−31.12.201311 040,00 EUR
01.01.2014−31.12.201411 040,00 EUR
01.01.2015−30.06.20150,00 EUR
44 160,00 EUR

Suure absoluutheledusega (Mbol < -5) tähed - ülihiiud kõigist spektriklassidest ning kuumad O- ja B-tüüpi tähed kõigist heledusklassidest - on Universumi keemilise evolutsiooni olulised kujundajad. Tänu suurele massile evolutsioneeruvad nad kiiresti ja rikastavad tähtedevahelist keskkonda raskemate keemiliste elementidega. Praktiliselt kõik sellised tähed on muutlikud ajaskaalades, mis ulatuvad mõnest päevast sadade ja tuhandete päevadeni. Muutlikkus annab olulist infot tähe siseehituse, atmosfääri struktuuri ja massikao kohta, mis omakorda aitab täpsustada tähtede evolutsiooni mudeleid. Ülihiidude fotomeetrilist ja spektroskoopilist muutlikkust on ka varem uuritud, kuid puudus on tiheda sammuga pikkadest aegridadest. Grandiprojekti eesmärk on saada nelja aasta jooksul homogeensed ajas ühtlaselt kaetud aegread vähemalt 50 suure absoluutheledusega tähe fotomeetrilise muutlikkuse kohta ja otsida neist perioode (eelkõige vahemikus mõnest päevast sadade päevadeni). Esialgne objektide valim koostatakse täheassotsiatsioonides Per OB1, Cas OB8, Cyg OB1 ja Gem OB1 paiknevatest tähtedest, seejuures eelistatakse hajusparvi, kus leidub nii siniseid kui punaseid ülihiide. Fotomeetriliste vaatluste säriajad optimeeritakse näivalt heledamate tähtede järgi, mis tavaliselt sageli üle eksponeeritakse. Toetudes varem teadaolevatele andmetele ja fotomeetrilise muutlikkuse iseloomule, võetakse huvitavama muutlikkusega tähed ka spektroskoopilise monitooringu objektideks. Tihedate fotomeetriliste aegridade saamiseks on kavas osta vaatlusaega heas astrokliimas asuvatel robotteleskoopidel (200 tundi aastas). Lisaks kasutatakse ära vaatlusvõimalused Tartu Observatooriumis Tõraveres: 0,6 m teleskoop fotomeetria ja 1,5 m teleskoop spektroskoopia jaoks. Vajadusel taotletakse spektroskoopilisteks vaatlusteks aega mõnel suuremal heas kliimas asuval teleskoobil (näiteks Nordic Optical Telescope). Saadavad vaatlusandmed on heaks aluseks üliõpilaste bakalaureuse- ja magistritöödele, projekti lõpptulemuseks võiks olla doktoritöö. Ülihiidude spektroskoopiline monitooring seostub põhitäitjate osalemisega kosmoseteleskoobi Gaia andmetöötluse ettevalmistustes.
The most luminous stars (Mbol < -5) comprise supergiants across the HR diagram and O to early B stars of all luminosity classes. They play important role in the chemical evolution of the Universe, as due to their high mass they evolve fast and enrich the interstellar medium with various chemical elements. Almost all such stars are variable at the time scales from days to hundreds and thousands of days. Information on the variability sets constraints on the internal structure, atmospheres and winds and mass loss rate of those stars, which, in turn, allows to calculate better evolutionary tracks. Earlier studies of photometric and spectroscopic variability in supergiants often suffer from observations of low duty cycles. During the present project, we plan to gather homogeneous high duty cycle photometric time-series for at least 50 high luminosity stars, and to search for periods in them, with a particular emphasis on the time scales from days to hundreds of days. The sample of objects will be taken from the stellar associations Per OB1, Cas OB8, Cyg OB1, and Gem OB1. Fields (open clusters) with diverse massive stars (OB-stars, blue and red supergiants) will be preferred. Photometric observations will be optimized for the brightest stars in the clusters, as opposed to deep studies where the brightest stars are often overexposed. Based on previous spectroscopic studies and the first results from the photometric monitoring, the most interesting subsample will be selected for spectroscopic monitoring. For regular photometric monitoring, 200 hours of telescope time per year on small robotic telescopes will be bought. The telescopes at the site of Tartu Observatory at Tõravere will also be used: the 0.6 m for photometry and the 1.5 m for spectroscopy. For fainter targets, observing time on bigger telescopes would be applied. Student and Master projects will be provided, based on the acquired data during the project. The expected outcome of the project gives a basis for future PhD thesis. Spectroscopic monitoring of supergiants with emission lines in the spectrum is related to our ongoing activities in preparations for data reduction of the space telescope Gaia.
Nelja aasta jooksul vaadeldi täheparvi ja -assotsiatsioone eesmärgiga leida neis sisalduvate suure massiga tähtede (enamasti > 8 Päikese massi) heleduse muutusi, klassifitseerida neid muutusi tüüpidesse ja püüda leida muutlikkuse seost tähtede vanuse ja evolutsioonilise staatusega. Vaatlused toimusid interneti teel kaugvaatlustena USA New Mexico osariigis asuval 0,25-m robotteleskoobil. Kokku vaadeldi 648 ööl 1332 võimalikust ööst. Esialgsed mõõtmistulemused saadi ligi 28000 tähe kohta, kuid lõpuks kasutasime muutlikkuse väljaselgitamiseks kõrge kvaliteediga andmeid umbes 1700 tähe kohta. Kasutades nn. muutlikkuse indeksit V.I. ja kriteeriumi V > 1,5, leidsime nende hulgast 354 muutlikku tähte. Muutlike hulgas oli 80 varjutusmuutlikku kaksiktähte, neist 47 võib pidada uuteks avastusteks, sest neid ei leidunud suurimas muutlike tähtede andmebaasis VSX. Ülejäänud muutlike hulgas olid peamiselt korrapäraselt pulseeruvad muutlikud (alpha Cygni ja Beta Cephei tüüpi, tsefeiidid jm.), Be tähed, poolregulaarsed muutlikud ning külmad M ja C spektriklassi tähed. Umbes 70 tähte ei õnnestunud muutlikkuse tüübi järgi klassifitseerida. Leidsime, et massiivsete kaksiktähtede orbitaalsed perioodid võivad aastakümnete jooksul muutuda aine väljavoolu tõttu tähtedest. Assotsiatsiooni Cygnus OB2 täht Schulte 12 on üks suurima absoluutse heledusega tähti meie valimis. Tema fotomeetriline ja spektroskoopiline muutlikkus viitab tähe temperatuuri kiiretele muutustele. Grandiprojekti tulemuste põhjal on valmimas Tartu Ülikooli doktorandi Jaan Lauri doktoritöö.