Эффект гравитационной фокусировки в затменных переменных типа Алголя

Макушева Наталья Владимировна
Дальневосточный государственный технический университет

Научный руководитель: Суханов Александр Григорьевич, кандидат физико-математических наук

Проблемы, связанные с изучением затменных двойных звезд, очень важны, потому что эти звезды могут дать обильный и весьма разнообразный материал для суждения о физическом состоянии звезд. Основная информация о параметрах звездной пары, как правило, заключается в результатах фотометрии, выраженных кривой изменения блеска, теоретической обработкой которой и занимается всякий метод определения орбиты.

Форма кривой изменения блеска определяется различными факторами, такими как рефракция в атмосфере затмевающей звезды, эффект потемнения диска к краю, эффект засветки компонентов, перетекание атмосфер, эллипсоидальность компонентов и др. Помимо перечисленных явлений в системах двойных звезд с достаточно массивными компонентами может наблюдаться эффект гравитационной фокусировки. Поставим перед собой задачу определить влияние такого рода эффекта на изменение блеска затменных переменной типа алголя.

Рассмотрим систему, состоящую из двух массивных звезд, обращающихся вокруг общего центра масс по эллиптическим орбитам. Если предположить одну из звезд неподвижной, то так называемая орбита спутника также будет эллиптической. Предположим, что оба компонента имеют строго шаровую форму, поэтому гравитационное поле каждого из них можно считать равномерным. Распределение яркости по диску звезды будем считать однородным. Допустим далее, что луч зрения незначительно наклонен к плоскости орбиты. Будем считать, что звезды лишены протяженных атмосфер, а большая полуось относительной орбиты достаточно велика, так что компоненты не вступают в прямой контакт.

В данной модели в качестве гравитационной линзы (ГЛ) выступает затмевающая звезда. При движении второй звезды (назовем ее спутником) за картинной плоскостью световой пучок, испущенный ею, преломляется в гравитационном поле звезды-линзы. Угол преломления лучей обратно пропорционален прицельному параметру и достигает максимума в момент касания дисков. Таким образом, на момент начала затмения гипотетический наблюдатель фиксирует искаженное изображение спутника на некотором угловом расстоянии от ГЛ. Для фотометрии этот факт имеет значение запаздывания закрытия и предварения открытия на время, необходимое спутнику для прохождение углового расстояния порядка отклонения изображения от истинного положения спутника. Кроме того при движении спутника за диском ГЛ за счет эффекта фокусировки происходит выброс кольцевого сектора спутника за диск линзы. Угловая ширина этого кольцевого сектора соизмерима с отклонением изображения спутника от точки касания дисков на момент затмения. Таким образом создается эффект, эквивалентный сокращению наблюдаемого радиуса ГЛ без ослабления блеска звезды.

Этот эффект позволяет внести корректировку в методы определения орбит двойных систем по кривым блеска с целью получения более точных значений параметров.

(c) АСФ России, 2001