Введение к работе
Актуальность работы
Определение химического состава звездных атмосфер является одним из ключевых инструментов в исследовании звездного нуклеосинтеза, эволюции вещества в Галактике, в проверке теорий звездной эволюции. Подавляющая часть звезд Галактики принадлежит звездам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рессела в диапазоне спектральных классов A-F-G-K. Продукты ядерного нуклеосинтеза, образующиеся в недрах звезд главной последовательности не проявляют себя в их атмосферах вплоть до перехода звезд на стадию гигантов и сверхгигантов. Поэтому предполагается, что химический состав атмосфер звезд главной последовательности отражает химический состав газо-пылевого вещества, из которого они сформировались. Такой подход при исследовании химического состава атмосфер старых (5-12 млрд. лет ) G-K-звезд позволяет исследовать процессы химической эволюции вещества Галактики, начиная с ранних стадий ее пространственной, динамической и кинематической эволюции (звезды гало, толстого и тонкого дисков). Звезды главной последовательности спектральных классов A-F в диапазоне эффективных температур 7000 - 10000 К принадлежат относительно более молодому населению Галактики (1-3 млрд. лет). Очевидно, что исследование химического состава их атмосфер может дать ценную информацию о веществе Галактики на более поздних стадиях ее эволюции.
К сожалению, среди исследованных звезд спектральных классов А и ранних подклассов F подавляющими по числу оказываются звезды с пекулярным химсоставом, который не может быть объяснен в рамках химической эволюции Галактики. Проблема возникновения пекулярностей к настоящему времени еще не решена. При использовании в наблюдениях в 20-м веке фотографических пластинок были обнаружены звезды лишь с сильной пекулярностью, достигающей нескольких порядков в избытке ряда элементов. Фотографические пластинки из-за невысокого отношения сигнал/шум в спектрах (S/N = 20-50) не позволяли выявлять звезды со слабой пекулярностью. Поэтому мало изучены
звезды, в которых пекулярность имеется, но выражена слабо. В результате, к настоящему времени неизвестно, каким образом пекулярности возникают и нарастают ли они со временем, как зависят от других параметров звезд - температуры, ускорения силы тяжести, микротурбулентной скорости, скорости вращения, и т.д. Эта задача является сложной во многих отношениях, так как необходимо выполнить наблюдения и анализ большой выборки звезд с различными параметрами атмосфер для получения обоснованных выводов. Пекулярности химсостава, вызванные физическими условиями в звездных атмосферах, должны быть количественно установлены и отделены от реальных эффектов синтеза химических элементов в недрах звезд и эволюции вещества в Галактике.
Диссертация посвящена исследованию физических параметров и химического состава атмосфер группы A-F-звезд. Работа основана на оригинальных спектральных данных, полученных на 1.5-метровом оптическом телескопе РТТ-150 с помощью современного эшелле-спектрометра высокого разрешения. Цель работы: обработка большого массива эшеле-спектров высокого разрешения для представительной группы A-F-звезд,
определение фундаментальных параметров атмосфер и расчеты химического состава с применением метода моделей атмосфер, анализ химического состава атмосфер исследуемой группы звезд в диапазоне эффективных температур 6000 - 10000 К,
создание обширной базы данных высокоточных измерений эквивалентных ширин линий, которые в дальнейшем могут быть использованы для расчетов химического состава альтернативными методами и подходами. Основные положения, выносимые на защиту
-
Результаты оригинальных определений физических параметров и химического состава атмосфер группы A-F-звезд, основанные на высокоточных наблюдательных данных и современных методах анализа.
-
Вывод о неоднородности аномалий химического состава атмосфер A-F звезд с эффективными температурами Teff = 7000-10000 К.
-
Вывод об отсутствии химических пекулярностей в атмосферах F-сверхгигантов (подобных наблюдаемым в А-звездах ), свидетельствующий об их исчезновении в турбулентных атмосферах.
-
Таблицы измерений 5000 эквивалентных ширин линий в спектрах исследованной группы A-F-звезд.
Достоверность и научная обоснованность Результаты работы основаны на современных наблюдениях высокого качества, апробированных методах определения фундаментальных параметров атмосфер и компьютерных программах расчета содержаний химических элементов. Достоверность результатов подтверждается сравнением с опубликованными данными других авторов для нескольких общих звезд. Результаты, полученные в работе, представлялись в реферируемых статьях и выступлениях на международных и российских конференциях.
Новизна полученных результатов и практическая значимость Результаты определения химического состава звезд, полученные соискателем, являются новыми, так как основаны на оригинальных спектрах, полученных на телескопе РТТ-150, и независимо определенных фундаментальных параметров атмосфер. Практическую значимость представляют таблицы с параметрами атмосфер, химическим составом, высокоточными измерениями эквивалентных ширин спектральных линий (позволяющие в дальнейшем выполнить расчеты химического состава альтернативными методами, в том числе и с учетом не-ЛТР эффектов) .
Новые определения химического состава, основанные на оригинальных высокоточных спектрах, впервые получены для широкой выборки A-F звезд.
Личный вклад автора
Исследования, представленные в диссертации, выполнены автором в сотрудничестве с научным руководителем и в соавторстве с сотрудниками кафед-
ры астрономии и космической геодезии Казанского (Приволжского) федерального университета.
В публикациях по теме диссертации, выполненных совместно, автору принадлежит основная доля участия в обработке наблюдательных данных и расчетах химического состава, и равная с соавторами доля в анализе полученных результатов.
Структура и объём диссертации
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 75 наименований и Приложения. Общий объем диссертации составляет 160 страниц, включая 31 рисунок, 11 таблиц и Приложение.
