Elfedett pulzációk vizsgálata a KIC fedési kettősrendszerben

Átírás

1 Elfedett pulzációk vizsgálata a KIC fedési kettősrendszerben Bókon András II. éves Fizikus MSc szakos hallgató Témavezető: Dr. Bíró Imre Barna tudományos munkatárs,

2 Csillagok pulzációja Önfenntartó mechanizmusuk következtében az egyes felületelemek egyensúlyi helyzet körül rezegnek. Egy vagy több öngerjesztő mechanizmus eredményeképpen a csillagban akusztikus hullámok keletkeznek. A csillag belső szerkezetét tárják fel. Forrás: Hoffmeister (1984), Aerts, Daalsgard: Asteroseismology (211)

3 Radiális és nemradiális pulzáció Radiális pulzáció: azonos fázisban történik az egyensúlyi helyzet körül. Nemradiális pulzáció: az amplitúdókat adott közeĺıtésben a gömbharmonikusok írják le. l módus fokszám m azimutális rendszám Forrás: Zima (27), Aerts, Daalsgard: Asteroseismology (211)

4 A módusazonosítás problémája Az asztroszeizmológiai inverzióhoz szükséges a csillagrezgések módusszámainak az ismerete. Magányos csillagok esetén csak korongra integrált fluxus mérhető. Léteznek közvetett módszerek az l-ek meghatározására - modellfüggőek. többszín-fotometria spektrumok modellezése Fedési kettőscsillagok szerencsés konfiguráció A pulzáló csillag paraméterei pontosan meghatározhatóak. Mintavételezés a csillagfelszínen. + Módusonként egyedi amplitúdó- és fázismoduláció. Rekonstrukció lehetséges. Maximálisan modellfüggetlen.

5 A módusazonosítás problémája Az asztroszeizmológiai inverzióhoz szükséges a csillagrezgések módusszámainak az ismerete. Magányos csillagok esetén csak korongra integrált fluxus mérhető. Léteznek közvetett módszerek az l-ek meghatározására - modellfüggőek. többszín-fotometria spektrumok modellezése Fedési kettőscsillagok szerencsés konfiguráció A pulzáló csillag paraméterei pontosan meghatározhatóak. Mintavételezés a csillagfelszínen. + Módusonként egyedi amplitúdó- és fázismoduláció. Rekonstrukció lehetséges. Maximálisan modellfüggetlen.

6 Szemléltetés Relatív Fluxus (,) FLUXUS [M. E.] Relatív Fluxus (,) (2,) Relatív Fluxus (3,1) ORBITÁLIS FÁZIS Orbitális fázis

7 Képi illesztés és gömbharmonikusok illesztése Eclipse Mapping (EM): Képi illesztés (pixelizált). A legegyszerűbb mintázatot keresi, amely megmagyarázza a fénygörbét. Tengelyszimmetrikus kép elvárható. + Általánosabb megközeĺıtés. Direct Fitting (DF): Gömbharmonikus pulzációs mintázatot feltételez. A módusszámok ismétléses variációiból választja ki a legjobban illeszkedőt. + Ismert l és m esetén lineáris modell. - Specifikusabb megközeĺıtés. + A pulzációk szimmetriatengelye meghatározható.

8 Képi illesztés és gömbharmonikusok illesztése Eclipse Mapping (EM): Képi illesztés (pixelizált). A legegyszerűbb mintázatot keresi, amely megmagyarázza a fénygörbét. Tengelyszimmetrikus kép elvárható. + Általánosabb megközeĺıtés. Direct Fitting (DF): Gömbharmonikus pulzációs mintázatot feltételez. A módusszámok ismétléses variációiból választja ki a legjobban illeszkedőt. + Ismert l és m esetén lineáris modell. - Specifikusabb megközeĺıtés. + A pulzációk szimmetriatengelye meghatározható.

9 Célkitűzések A KIC fedési kettősrendszer vizsgálata. Fénygörbe-dekompozíció fedési és pulzációs összetevőkre. Fedési kettősrendszer fizikai modelljének pontosítása. Pulzációs frekvenciák meghatározása (fentiek iterációja konvergenciáig) Pulzációs mintázatok rekonstrukciója. Módusok azonosítása.

10 KIC rendszer Kettőscsillagot Maceroni és társai már vizsgálták..1 PHOEBE MODEL φ = y [a] Paraméter Érték Hiba P [nap] 25,952,5 a [R ] 57,22,22 i [ o ] 88,176,2 e,465.2 R 1 [a],6,3 R 2 [a],53, x [a]

11 A pulzációs és fedési fénygörbe-komponensek szétválasztása Időigényes, többlépéses folyamat. Négy iteráció volt szükséges a kellő pontosság eléréséhez. Relatív fluxus ITERÁCIÓ

12 A pulzációs és fedési fénygörbe-komponensek szétválasztása Időigényes, többlépéses folyamat. Négy iteráció volt szükséges a kellő pontosság eléréséhez. Relatív fluxus ITERÁCIÓ

13 A pulzációs és fedési fénygörbe-komponensek szétválasztása Időigényes, többlépéses folyamat. Négy iteráció volt szükséges a kellő pontosság eléréséhez. Relatív fluxus ITERÁCIÓ

14 A pulzációs és fedési fénygörbe-komponensek szétválasztása Időigényes, többlépéses folyamat. Négy iteráció volt szükséges a kellő pontosság eléréséhez. 4. ITERÁCIÓ Relatív fluxus teljes PHOEBE modell pulzációk Orbitális fázis

15 Reziduumok csökkenése Fluxus Fluxus Fluxus Fluxus Orbitális fázis

16 Fourier spektrum - tisztán pulzációs komponensek Amplitűdó Frekvencia [f orb ]

17 Eredmények képi illesztés

18 Eredmények képi illesztés A futtatások során az F 1, F 3 és F 6 frekvenciára kaptunk eredményt. Ezekre mind a pulzációs mintázat, mind a tengelyszimmetrikus profilábrák is egyértelmű eredményt adtak. EM DF Eredmény F1 (1,) (1,) (1,) F2 (1,) v (2,) (1,)? F3 (1,1) (1,1) (1,1) F4 (?,) (1,?)? F5 (,) v (1,1) (2,±1)? F6 (2,1) (2,1) (2,1) F7 (?,) (1,) (1,) F8 (1,) (1,±1)?

19 Eredmények képi illesztés A futtatások során az F 1, F 3 és F 6 frekvenciára kaptunk eredményt. Ezekre mind a pulzációs mintázat, mind a tengelyszimmetrikus profilábrák is egyértelmű eredményt adtak. Példa: F 6 frekvenciára kapott illesztések 1.5 adaptív súlyozás egyenletes súlyozás 2 15 adaptív súlyozás egyenletes súlyozás 1 Amplitúdó Fáziskésés θ szélesség [fok] φ hosszúság [fok]

20 Eredmények gömbharmonikusok illesztése Beadott adatsor az EM által kapott pulzációs mintázatból generált szintetikus adatsor A szinglet modell nem illeszkedik kielégítően, habár az azonosított módusok jóval szelektívebbek a többinél. Relatív fluxus (1-2 ) F1 - Szinglet illesztés Orbitális fázis Relatív fluxus (1-2 ) EM által illesztett adat L multiplett, DF F1 - Multiplet illesztés Orbitális fázis

21 Eredmények gömbharmonikusok illesztése Beadott adatsor az EM által kapott pulzációs mintázatból generált szintetikus adatsor A szinglet modell nem illeszkedik kielégítően, habár az azonosított módusok jóval szelektívebbek a többinél. Értelmezés: a gömbfüggvények nem képesek leírni a pulzációs mintázatot. Lehetséges okok: pulzációs tengely megdőlése (EM eredmények nem támasztják alá) amplitúdók ekvatoriális koncentrálódása a gyors forgás miatt csillagtárs árapályhatása.

22 Összefoglalás A fényváltozást sikerült kielégítő módon komponensekre bontani. A komponenseket sikeresen lemodelleztük. Eclipse Mappinget futtattam az első nyolc domináns frekvenciára. Három módus azonosítása egyértelműen sikerült. A kétes esetek valószínű oka a maradék, nem azonosított módusú frekvenciák modulációja. A nemradiális pulzációt nem a pályasíkra merőleges tengelyű gömbharmonikusok írják le. Az okok kivizsgálásra folyamatban.

23 Kitekintés, jövőbeli tervek Szimultán DF a nyolc frekvenciára. Rekonstrukciós és módusazonosítás folytatása a többi frekvenciára. (iteratív fehérítés keretében) Gömbharmonikusoktól való eltérés okának kivizsgálása. Az eredmények csillagszeizmológiai kiértékelése. Főkomponens beillesztése a procedúrába.

24 Köszönöm a figyelmet!

25 Fourier spektrum - teljes.25.2 Amplitűdó Frekvencia [f orb ]