Güney Yarımküre’de seçilen bölgelerde kısa dönemli çift yıldızların tayfasal ve fotometrik incelenmesi

Abstract

Bu tezde Lower Centaurus Crux OB oymağından seçilen ? Mus-A, V831 Cen-A ve V964 Cen ile basık yörüngeli PT Vel yakın çift yıldız sistemlerinin yüksek çözünürlüklü (?/?? ~ 41000) échelle tayfları analiz edilmiştir. ? Mus, V831 Cen ve PT Vel’in dikine hızları çapraz eşleme ve tayfın Fourier analizi ile ayıklanması (KOREL) tekniği ile belirlenmiştir. Program yıldızlarının tayfsal yörünge parametreleri literatürdeki fotometrik gözlemler ile birleştirilerek sistemlerin mutlak parametreleri ilk kez duyarlı bir şekilde elde edilmiştir. ? Mus-ABC çoklu sisteminin en parlak üyesi olan ? Mus-A’nın Hipparcos ve Strömgren fotometrileri ile dikine hız verilerinin eş zamanlı çözümünden yıldız sistemi içinde temel parametreleri birbirine çok benzeyen iki yıldız bulunmuştur: M1= 3,30 M~, M2= 3,29 M~, R1=2,14 R~, R2=2,13 R~, T1=12700 K ve T2=12550 K. KOREL ile ayıklanmış tayf çizgilerine yapılan model atmosfer fitleri birinci bileşenin eş zamanlı dönme hızından daha yavaş, ikinci bileşenin ise eşzamanlı döndüğünü göstermiştir. ? Mus’un birinci bileşeninin yörünge ile eş zamanlı dönmemesinin nedeni, sistemden açısal momentum kaybı ile eşzamanlı dönmenin bozulduğu ve ikinci bileşenin de eş zamanlı dönmeyi birinci bileşene göre daha kısa sürede yakalamasıdır. Dikine hızlar, öz hareket, uzay hızları ve Hipparcos koordinatları ? Mus-A’nın görsel bileşeni ? Mus-B ile çekimsel olarak bağlı olmadıklarını göstermiştir. Uzay hızları ? Mus-A’nın Lower Centaurus Crux’a üye olma ihtimalini zayıflatsa da, H-R diyagramında genç yıldızların arasındaki konumu bu ihtimali kuvvetlendirmektedir. ? Mus-B’nin kinematik özellikleri ise Lower Centaurus Crux’a üye olduğunu göstermektedir. Sistemin fotometrik çözümünden hesaplanan uzaklığı (103 ± 5 pc) Hipparcos’un trigonometrik paralaksından elde edilen uzaklığa (124 ± 9 pc) göre daha yakın bulunmuştur. V831 Cen-ABCD çoklu sisteminin parlak üyesi V831 Cen-A yakın çift yıldız sisteminin dikine hızları ile Geneva fotometrik verisinin eş zamanlı çözümleri sistemin B7V ve B8V tayf türünde iki yıldızdan oluştuğu belirlenmiştir. V831 Cen-A’nın vii mutlak parametreleri M1= 3,77 M~, M2= 3,26 M~, R1=2,32 R~, R2=2,15 R~, T1=13800 K ve T2=12700 K olarak belirlenmiştir. KOREL ile ayıklanmış He I 5875 Å çizgi kesitlerinin model atmosferleri ile analizinden hesaplanan dönme hızları iki bileşenin de yörünge ile eş zamanlı dönme yaptığını göstermiştir. Üçüncü bileşen Hipparcos’un Geçiş Verisi kullanılarak ilk defa görüntülenebilmiştir. Sistemin fotometrik çözümlerinden hesaplanan uzaklığı (105 ± 6 pc), Hipparcos’un trigonometrik paralakstan hesaplanan uzaklık (106 ± 17 pc) ile uyum içerisindedir. Basık yörüngeli (e=0.130) bir çift yıldız sistemi olan PT Vel’in hassas dikine hız verileri ile Hipparcos ve ASAS fotometrisine ait verilerin ortak çözümleri sistemin duyarlı mutlak parametrelerin hesaplanmasına olanak sağlamıştır: M1= 2,18 M~, M2= 1,61 M~, R1=2,09 R~, R2=1,55 R~, T1=9250 K ve T2=7650 K. Hipparcos ve ASAS ışık eğrilerinin yıllara göre çözümlerinden elde edilen farklı enberi boylamı değerlerinin zamana göre değişimi, sistemin U=182 ± 8 yıllık bir eksen dönme dönemine sahip olduğunu göstermiştir. PT Vel sisteminin yaş tayininde, element bolluğu (Z=0.02 ve Y=0.30) ve 355 milyon yıl değerli yaş eğrisi, sistemin H-R diyagramı üzerindeki konumları ile en iyi uyumu sağlamıştır. Sistemin fotometrik çözümlerinden bulunan uzaklığı (162 ± 2 pc), Hipparcos’un trigonometrik paralakstan hesaplanan uzaklığı (163 ± 3 pc) ile uyum içerisindedir. Eksen dönmesi gösteren PT Vel’in gözlemsel eksen dönmesindeki relativistik katkı ~%9 olarak bulunmuştur. Gözlemsel (k2obs=-2.61) içyapı sabitinin teorik ( teo k 2 =-2.40) içyapı sabitinden daha küçük çıkması bileşenlerin teorik modellere göre tahmin edilenden kütlesel olarak daha sıkışık olduğunu göstermiştir. Lower Centaurus Crux üyesi olduğu bilinen V964 Cen sisteminin yüksek çözünürlüklü tayfları incelenmiş ve tayfın optik bölgesinde ikinci bileşene ait tayf çizgilerine rastlanmamıştır. Hipparcos fotometrisinin de desteklediği gibi V964 Cen’in zonklayan bir yıldız olması muhtemeldir

In this thesis, high-resolution (?/?? ~ 41000) échelle spectra of selected stars, ? Mus-A, V831 Cen-A and V964 Cen in Lower Centaurus Crux OB association and eccentric close binary system PT Vel were analyzed. Radial velocities of ? Mus-A, V831 Cen-A and PT Vel were determined by cross-correlation and Fourier disentangling technique (KOREL). Combination of spectroscopic orbital elements and light curves yielded their absolute parameters for the first time. According to simultaneous solutions of radial velocities with Hipparcos and Strömgren photometry, ? Mus-A, which is the brightest member of the multiple system ? Mus-ABC, consists of two quasi-identical components: M1= 3,30 M~, M2= 3,29 M~, R1=2,14 R~, R2=2,13 R~, T1=12700 K and T2=12550 K. Analysis of KOREL disentangled spectra of the components by model atmosphere fittings revealed that the rotational velocity of the primary component is below the synchronization while the secondary is rotating synchronously. The asynchronous slow rotation of the primary and the synchronous rotation of the secondary imply a recent decrease of the orbital period due to orbital angular momentum loss from the system and the secondary component caught up the synchronization earlier than the primary after this angular momentum loss. Radial velocities, proper motions, space velocities and Hipparcos coordinates showed that ? Mus-A is gravitationally unbound to its visual companion ? Mus-B. Although space velocities of ? Mus-A weaken its membership probability to Lower Centaurus Crux, its position on the H-R diagram strengthens its membership. Kinematical properties of ? Mus-B show that it is a member of Lower Centaurus Crux. The photometric distance (103 ± 5 pc) of the system is found to be smaller than the distance (124 ± 9 pc) obtained from the Hipparcos trigonometric parallax. Simultaneous solutions of radial velocities with the Geneva photometric data of the bright member V831 Cen-A of the multiple system V831 Cen-ABCD showed that V831 ix Cen-A consists of two stars with spectral types B7V and B8V. The absolute parameters of V831 Cen-A are obtained as M1= 3,77 M~, M2= 3,26 M~, R1=2,32 R~, R2=2,15 R~, T1=13800 K and T2=12700 K. Analysis of disentangled He I 5875 Å lines of the components by model atmosphere fitting showed that both components rotate synchronously with the orbit. The visual component of V831 Cen-B is monitored for the first time by using the Hipparcos Transit Data. According to the photometric solutions, the photometric distance (105 ± 6 pc) to V831 Cen is found to be in agreement with the distance (106 ± 17 pc) obtained by Hipparcos. The analysis of radial velocities together with the Hipparcos and ASAS photometric data of the eccentric (e=0,130) binary PT Vel yielded precise absolute dimensions of the system: M1= 2,18 M~, M2= 1,61 M~, R1=2,09 R~, R2=1,55 R~, T1=9250 K and T2=7650 K. Solutions of Hipparcos and ASAS light curves which are divided into different data sets in different years revealed an apsidal motion period of U=182 years. Predicted age of PT Vel, elemental abundance of Z=0,02 and Y=0,30, and isochrone of 355 million years fit well with the locations of components of PT Vel on the H-R diagram. Photometric distance (162 ± 2 pc) of the system is found to be in agreement with the distance determined from the trigonometric parallax of Hipparcos (163 ± 3 pc). The relativistic contribution to the observed apsidal motion rate of PT Vel orbit is found to be ~%9. Smaller value of observed internal structure constant (k2obs= - 2,61) than the theoretical value ( teo k 2 =-2,40) shows that the components are more condensed than predicted by theoretical models. A study of high-resolution spectra of V964 Cen, which is known to be a member to Lower Centaurus Crux sub-association, was made and no spectral line of an additional component was seen in the optical part of the spectra. It is probable that the V964 Cen is a pulsating star as Hipparcos photometry suggested