ИСТИНА

Изучение газо-пылевых оболочек молодых звезд имеет большое значение в контексте более общей проблемы формирования планетных систем и возникновения жизни. Сейчас главным каналом получения информации об околозвездной пыли являются прямые наблюдения на звездных коронографах (в комбинации с адаптивной оптикой) и на интерферометрах с большой базой от видимого до субмиллиметрового диапазона. По результатам этих исследований только в 2019 г было опубликовано около 200 статей, что свидетельствует не только об актуальности данной тематики, но и большом количестве нерешенных проблем. В рамках Проекта мы предлагаем новые подходы к изучению пылевой компоненты оболочек молодых звезд. Во-первых, речь идет об анализе прямого излучения звезды, прошедшего через пространственно неоднородную оболочку. Предполагается использовать вращающуюся звездную поверхность как экран, который помогает увидеть пылевые облака на просвет путем анализа искажений вращательных профилей спектральных линий. Используя архивные и вновь полученные спектры высокого разрешения молодых звезд, мы предполагаем изучить структуру околозвездных оболочек с пространственным разрешением порядка доли радиуса звезды, т.е. в сотни и тысячи раз более высоким, чем разрешение, достигаемое прямыми методами. Во-вторых, в рамках проекта мы планируем построить модели оболочек некоторых молодых звезд, согласовано описывающие наблюдения с высоким угловым разрешением и переменность полной поляризации объекта. Эта работа будет выполнена на основе наблюдений с помощью разработанного нами метода - дифференциальной спекл-поляриметрии, позволяющего восстанавливать изображение в поляризованном свете с разрешением около 50 мсд, что соответствует нескольким а.е. на расстоянии исследуемых объектов. Мы также проверим возможность того, что часть наблюдаемой поляризации связана не с рассеянным, а с прямым излучением звезды, прошедшим через упорядоченную пыль.

The study of gas-dust envelopes of young stars is of great importance in the context of a more general problem of the planetary systems formation and the emergence of life. Now the main channel for obtaining information about circumstellar dust is direct observations on stellar coronographs (in combination with adaptive optics) and on long baseline interferometers from the visible to the submillimeter bands. Results of these investigations were published in about 200 papers in 2019 only, which indicates not only the relevance of this topic, but also a large number of unresolved problems. Within the framework of the Project, we propose new approaches to the study of the dust component of the envelopes of young stars. Firstly, we are talking about the analysis of direct radiation of a star passing through a spatially inhomogeneous envelope. We plan to use a rotating stellar surface as a screen, which helps to infer dust clouds properties by analyzing distortions of the rotational profiles of spectral lines. Using archival and newly obtained high-resolution spectra of young stars, we intend to study the structure of circumstellar shells with a spatial resolution of the order of a fraction of the radius of a star, i.e. hundreds and thousands of times higher than the resolution achieved by direct methods. Secondly, within the framework of the project, we plan to develop models of envelopes of some young stars that consistently describe high angular resolution observations and the variability of the total polarization of the object. This work will be carried out on the basis of observations using the method we developed — differential speckle polarimetry, which allows to reconstruct an image in polarized light with a resolution of about 50 mas, which corresponds to several a.u. at a distance of the studied objects. We will also check the possibility that part of the observed polarization is associated not with the scattered, but with the direct radiation of the star passing through the aligned circumstellar dust.

Будут найдены параметры мелкомасштабной (~0.1 радиуса звезды) структуры околозвездных пылевых облаков. Впервые будет получена информация о кинематике этих облаков: вычислена как тангенциальная, так и радиальная скорость. Предлагаемый к разработке метод откроет доступ к принципиально новой информации о пылевом окружении молодых звезд (т.е. на сегодня не существует методов способных получить подобную информацию). Метод может быть применен к другим звездам с пылевыми оболочками и обладающим заметным вращением. Будет установлена частота встречаемости неоднородных пылевых затмений у молодых звезд и изучено влияние неоднородности оболочек на определение параметров звезд и их околозвездного окружения. Будут построены модели оболочек нескольких переменных звезд типа UX Ori, согласовано описывающие поляризационные наблюдения с высоким угловым разрешением и характер переменности полной поляризации объекта в видимом диапазоне. Это позволит локализовать источник поляризованного излучения с угловым разрешением около 50 мсд (несколько а.е. на расстоянии источников), что будет сделано впервые. Источником информации будут служить уже имеющиеся у нас и полученные в ходе выполнения Проекта данные на созданном нами приборе - спекл-поляриметре, установленном на 2.5-м телескопе КГО ГАИШ МГУ. Будет оценена геометрия рассеивающих оболочек программных звезд и протестирована гипотеза о том, что часть поляризации генерируется при поглощении на упорядоченной пыли.

Мы имеем опыт моделирования звездных спектров , в том числе для звезд с поверхностными неоднородностями, как с собственными (Dodin, MNRAS 475 4367, 2018), так и с широко распространенными программами (ATLAS, TLUSTY, SME). Визуальный просмотр переменности этих спектров показывает признаки, подтверждающие гипотезу неоднородности пылевых облаков на масштабах размеров звезды, по крайней мере для трех звезд (CQ Tau, RY Ori, PAR 1414). Для звезды CQ Tau мы показали, что наблюдаемая переменность профилей линий связана с неоднородными пылевыми затмениями (результат доложен на конференции: https://www.youtube.com/watch?v=qqPKM5BSFLY). Получены предварительные результаты по одномерному картированию (http://lnfm1.sai.msu.ru/~davnv/clouds). Мы развиваем методы поляриметрии высокого углового разрешения, на базе созданного нами прибора спекл-поляриметр, 2.5-м телескоп КГО (Сафонов и др, Письма в Астрон. Журнал, 43, 383, 2017). Разработан метод - дифференциальная спекл-поляриметрия, (Safonov et al, MNRAS, 484, 5129, 2019). Применение этого метода к оболочкам молодых звезд - протопланетным дискам и запыленным ветрам весьма перспективно. С 2015 года участники проекта совместно проводят наблюдения и интерпретацию молодых звездных объектов методами фотометрии, поляриметрии и ДСП. Главным образом эти работы были посвящены исследованию необычного длительного и глубокого затмения RW Aur A (Dodin et al, MNRAS, 482, 5524, 2019). Позже, в работе (Safonov, TCL conference proc 102S, 2018) мы показали, что по крайней мере часть поляризованного излучения генерируется в области, смещенной относительно звезды в сторону приближающегося джета. Движение джета RW Aur A было изучено нами в работе Бердников и др., Астроф. Бюлл., 72, 304, 2017. Нами освоено программное обеспечение для моделирования переноса излучения в оптически толстой пыли произвольной геометрии с учетом поляризации методом Монте-Карло. Пример см. в нашей работе Федотьева и др., (Письма в Астрон. Журнал, 46, 41, 2020).