Анотація до роботи:

Андрієвський С. М. Аномалії хімічного складу зір помірних мас. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за фахом 01.03.02 – астрофізика, радіоастрономія. – Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, 2002.

Дисертація містить результати 39 наукових праць, у яких досліджуються фізико-хімічні характеристики помірно масивних зір, що знаходяться на стадії головної послідовності (спектральні класи A-В), а також на стадії надгігантів (спектральні класи F-G). Вивчено аномалії хімічного складу зір типу l Boo, блакитних страглерів, цефеїд і незмінних надгігантів, а також зв’язок цих аномалій з еволюційними особливостями помірно масивних зір. Отримані результати використовуються для дослідження хімічної еволюції диска Галактики.

Дисертаційна робота є підсумком обширного дослідження фізико-хімічних характеристик деяких типів зір помірних мас, аномалій їхнього хімічного складу і зв’язку з хімічною еволюцією диска Галактики. У роботі отримані такі результати.

– Створена база даних, що містить у собі спектральний матеріал високого розрізнення для зір типу l Boo, блакитних страглерів, незмінних жовтих надгігантів і цефеїд (мультифазні спостереження). За своїм обсягом спектральний матеріал по зазначених об’єктах, зібраний протягом десятьох років, не має світових аналогів.

– Для кількісного аналізу зоряних спектрів створений каталог сил осциляторів для 565 ліній 31 атома й іона 27 хімічних елементів, який може бути використаний фахівцями для роботи в спектральному діапазоні 5627 – 7840 Е.

– Проведене дослідження фізико-хімічних характеристик хімічно пекулярних зір типу l Boo. На сьогоднішній день нами отримані найбільш надійні і повні дані з хімічного складу зір цього типу, приналежність яких до обговорюваної групи була встановлена раніше. На основі застосування спектроскопічних критеріїв зоря VW Ari A – компонент візуальної подвійної зоряної системи – класифікована як об’єкт типу l Boo.

– Побудована чисельна модель взаємодії газу і пилу в оболонках зір типу l Boo. Показано, що в розглянутому температурному діапазоні відбувається ефективний поділ пилової і газової компонент з акрецією останньої з оболонки на поверхню зорі, що є причиною появи феномена хімічно пекулярних зір типу l Boo.

– Запропонований новий механізм утворення зір типу l Boo, що інтерпретує ці зорі, як продукт злиття взаємодіючих компонентів у тісних подвійних системах. Зорі, що утворюються при злитті, мають досить швидке обертання й навколозоряну оболонку. Наявність останньої є необхідною умовою формування специфічних хімічних аномалій.

– Проведено обширне спектроскопічне дослідження блакитних страглерів, а також нормальних зір ГП, що входять до складу розсіяних зоряних скупчень, вивчений хімічний склад цих зір, визначені їхні фундаментальні характеристики, подано критичний розгляд питання про приналежність цих зір до вивчених скупчень. Показано, що за спостерігаємими особливостями хімічного складу блакитні страглери не відрізняються від звичайних хімічно пекулярних зір спектрального класу A і пізнього B класу.

– Для перевірки гіпотези, що пояснює феномен блакитних страглерів як результат злиття компонентів подвійних систем із наступним уповільненням осьового обертання через вплив магнітного зоряного вітру, визначені проекції швидкості обертання для всіх досліджуваних зір. Показано, що блакитні страглери обертаються повільніше нормальних зір подібних спектральних класів.

– Вивчені фізико-хімічні і кінематичні характеристики так званих блакитних страглерів галактичного поля. Помірний дефіцит більшості хімічних елементів важчих за кисень в атмосферах цих зір (поряд із нормальним вмістом C і O) є свідченням на користь того, що ці хімічно пекулярні об’єкти можуть бути свого роду низькотемпературними аналогами зір типу l Boo.

– Запропонований удосконалений метод спектроскопічного аналізу для зір-надгігантів у наближенні ЛТР, що дозволяє вирішити деякі проблеми стандартного методу й одержати надійні фундаментальні характеристики зір і їхній хімічний склад.

– Запропонований новий метод оцінки абсолютної зоряної величини незмінних жовтих надгігантів, заснований на калібрувальних співвідношеннях між величиною M_v і еквівалентною шириною ліній іонізованого барію.

– Проведене велике дослідження хімічного складу атмосфер надгігантів помірних мас. Отримані такі результати:

– встановлений еволюційний статус для групи малоамплітудних цефеїд (s-цефеїд). Показано, що малоамплітудні цефеїди є надгігантами, які пройшли еволюційний етап великомасштабного перемішування і не вперше перетинають смугу нестабільності;

– незмінні надгіганти, що знаходяться в смузі нестабільності цефеїд, за своїми хімічними характеристиками не відрізняються від пульсуючих надгігантів, а екстремально низький рівень їхньої пульсаційної активності повинний бути пов’язаний із динамічною взаємодією між атмосферою та хромосферою;

– за результатами аналізу надлишків вмісту атмосферного натрію в 48 галактичних надгігантів і яскравих гігантів визначені кількісні характеристики залежності [Na/Fe] від прискорення сили ваги. Показано, що спостерігаємий надлишок натрію у зір із низьким значенням log g, як правило, не перевищує 0.25 dex;

– проведене всебічне дослідження деяких унікальних жовтих надгігантів. Серед них – V473 Lyr, EV Sct, SV Vul і HD 172365. Виявлено, що EV Sct входить до складу подвійної зоряної системи, другий компонент котрої, мабуть, також знаходиться в межах смуги нестабільності. Виявлена цефеїда, що вперше перетинає смугу нестабільності (SV Vul). Результати детального дослідження найбільш короткоперіодичної цефеїди нашої Галактики V473 Lyr, що має яскраво виражену довгоперіодичну амплітудну модуляцію блиску, дають підстави вважати, що незвичний характер пульсаційної активності цієї зорі пов’язаний із її екстремальним положенням у смузі нестабільності класичних цефеїд. Виконано точну оцінку атмосферного вмісту літію в HD 172365. Показано, що цей надгігант має аномально високий рівень вмісту літію.

– На основі аналізу хімічного складу атмосфер 99 галактичних цефеїд побудовані радіальні розподіли вмістів 25 хімічних елементів у галактичному диску для галактоцентричних відстаней 4-15 кпк. Показано, що в околиці Сонця радіальні розподіли вмістів елементів групи заліза характеризуються невеликим негативним градієнтом. У напрямку галактичного центра розподіл стає більш крутим, що дозволяє розглядати його як бімодальний в області 4-10 кпк. В зовнішній області диска Галактики розподіл металевості має східчастий вид із розривом на галактоцентричній відстані 10 кпк.

– Встановлено, що вмісти хімічних елементів важчих за цирконій не показують добре вираженої залежності від галактоцентричної відстані у центральній частині диску. Для пояснення цього спостережного факту запропонована гіпотеза, що базується на припущенні про вплив радіальних газових потоків на хімічну гомогенізацію в диску Галактики, міжзоряна складова якого збагачується легкими елементами й елементами групи заліза, а також важкими елементами з різними характерними часами.

– Проведено обширне дослідження хімічного складу гарячих B зір ГП (31 об’єкт), що знаходяться в полі Галактики, а також у розсіяних скупченнях і асоціаціях. Показано, що великомасштабне перемішування не є універсальним механізмом, що діє в гарячих зорях ГП. Аномалії хімічного складу B зір, як видно, пов’язані з процесом атомарної дифузії в їхніх відносно стабільних атмосферах і тому є чисто поверхневий ефект, що не стосується зорі в цілому.

– На прикладі розсіяного скупчення M 25, що містить як гарячі B зорі ГП, так і генетично пов’язані з ними жовті надгіганти, показано, що розходження хімічного складу у цих зір, що сформувалися з однієї й тієї ж газової матерії, можна пояснити, тільки залучаючи гіпотезу атомарної дифузії в атмосферах B зір. Виявлено три нові зорі цього скупчення з емісією в лінії H, що раніше не були класифіковані як Be зорі.

– Зроблений висновок про те, що хімічний склад атмосфер B зір не відбиває коректно хімічний склад міжзоряного середовища, із якого вони сформувалися (незважаючи на те, що B зорі є молоді галактичні об’єкти). Тому гіпотеза про “надметалевість” нашого Сонця, заснована на зіставленні його хімічного складу з хімічним складом B зір із його оточення, не має під собою достатньо міцних підстав.

Для більшості зір, розглянутих у даній дисертаційній роботі, детальний хімічний склад і їхні надійні фундаментальні характеристики були визначені вперше. Надалі вони можуть бути використані фахівцями в дослідженнях хімічної еволюції зір і Галактики в цілому.

Основні результати опубліковані в роботах:

1. Андриевский С. М., Гарбузов Г. А. Линия H_a в спектре уникальной цефеиды V473 Lyr // Кинемат. Физ. Неб. Тел. – 1987. – Т. 3. – С. 94–96.

2. Андриевский С. М. Магнитное поле пульсирующих звезд // Письма в Астрон. Ж. – 1989. – Т. 15. – С. 1016–1019.

3. Andrievsky S. M. On the possible origin of l Boo stars // Astron. Astrophys. – 1997. – V. 321, – P. 838–840.

4. Andrievsky S. M. Ba II lines as Cepheid luminosity indicator. I. // Inform. Bull. Var. Stars. –1998. – No. 4572. – P. 1–4.

5. Andrievsky S. M. Ba II lines as Cepheid luminosity indicator. ІI. // Astron. Nachr. – 1998. – V. 319. – P. 239–244.

6. Andrievsky S. M. Blue stragglers in open clusters. NGC 2632 // Astron. Astrophys. – 1998. – V. 334. – P. 139–145.

7. Andrievsky S. M., Bersier D., Kovtyukh V. V., Luck R. E., Maciel W. J., Lepine J. R. D, Beletsky Yu. V. Using Cepheids to determine the galactic abundance gradient. II. Towards the galactic center // Astron. Astrophys. – 2002. – V. 384. – P. 140–144.

8. Andrievsky S. M., Chernyshova I. V., Ivashchenko O. V. Spectral investigation of galactic field blue stragglers // Astron. Astrophys. – 1995. – V. 297. –P. 356–358.

9. Andrievsky S. M., Chernyshova I. V., Klochkova V. G., Panchuk V. E. Accurate LTE abundances for some l Boo stars // Contrib. Astron. Obs. Skalnate Pleso. – 1998. – V. 27. – P. 446–448.

10. Andrievsky S. M., Chernyshova I. V., Kovtyukh V. V. The chemical composition of field blue stragglers // Astron. Astrophys. – 1996. – V. 310. – P. 277–285.

11. Andrievsky S. M., Chernyshova I. V., Usenko I. A., Kovtyukh V. V., Panchuk V. E., Galazutdinov G. A. The remarkable visual binary system VW Ari. Chemical composition of components // Publ. Astron. Soc. Pacif. – 1995. – V. 107. – P. 219–224.

12. Andrievsky S. M., Egorova I. A., Korotin S. A., Burnage R. Sodium enrichment of the stellar atmospheres. I. Non-variable supergiants and bright giants // Astron. Astrophys. – 2002. – V. 389. – P. 519–523.

13. Andrievsky S. M., Garbuzov G. A. The shock wave heating mechanism of pulsating star chromospheres // Proc. Int. Conf. Heidelberg, 5-8 June 1990, Eds. P. Ulmschneider, E.R. Priest, R. Rosner, Springer-Verlag. – 1991. – P. 356–358.

14. Andrievsky S. M., Gorlova N. I., Klochkova V. G., Kovtyukh V. V., Panchuk V. E. The lithium-rich supergiant HD 172365 // Astron. Nachr. – 1999. – V. 320. – P. 35–41.

15. Andrievsky S. M., Klochkova V. G. Contemporary problems of astronomy: the chemical composition of Cepheids and related objects // Odessa Astron. Publ. – 1996. – V. 9. – P. 98–99.

16. Andrievsky S. M., Korotin S. A., Luck R. E., Kostynchuk L. Yu. Carbon and nitrogen abundances in early B-stars. I. NLTE calculations for a sample of stars with small vsini values // Astron. Astrophys. – 1999. – V. 350. – P. 598–602.

17. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V. The comparable analysis of the Cepheids and non-variable supergiants from the instability strip. I // Astrophys. Space Sci. – 1996. – V. 245. – P. 61–80.

18. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V., Bersier D., Luck R. E., Gopka V. P., Yushchenko A. V., Usenko I. A. The unique galactic Cepheid V473 Lyrae revisited // Astron. Astrophys. – 1998. – V. 329. – P. 599–605.

19. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V., Korotin S. A., Spite M., Spite F. Magellanic Clouds elemental abundances from F supergiants: revisited results from the Large Magellanic Cloud // Astron. Astrophys. – 2001. – V. 367. – P. 605–612.

20. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V., Luck R. E., Lepine J. R. D., Bersier D., Maciel W. J., Barbuy B., Klochkova V. G., Panchuk V. E., Karpischek R. U. Using Cepheids to determine the galactic abundance gradient. I. The solar neighbourhood // Astron. Astrophys. – 2002. – V. 381. – P. 32–50.

21. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V, Makarenko E. N., Usenko I. A. An investigation of the double-mode Cepheid TU Cassiopeae I. Atmospheric parameters and chemical composition // Monthly Not. Roy. Astron. Soc. – 1993. – V. 265. – P. 257–260.

22. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V., Usenko I. A., The chemical composition of the s-Cepheids: a UMi (Polaris) and HR7308 (V473 Lyr) – unique Cepheids of the Galaxy // Astron. Astrophys. – 1994. – V. 281. – P. 465–470.

23. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V., Usenko I. A. The chemical composition of the s-Cepheids. II // Astron. Astrophys. – 1996. – V. 305. – P. 551–557.

24. Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V., Usenko I. A., Klochkova V. G., Galazutdinov G. A. Chemical composition of selected double-mode Cepheids and the P₁/P₀ – [Fe/H] relation // Astron. Astrophys. Suppl. – 1994. – V. 108. – P. 433–440.

25. Andrievsky S. M., Paunzen E. Towards the solution of the l Bootis problem // Monthly Not. Roy. Astron. Soc. – 2000. – V. 313. – P. 547–552.

26. Andrievsky S. M., Schoenberner D., Drilling J. S. Blue stragglers in open clusters. Part II // Astron. Astrophys. – 2000. – V. 356. – P. 517–528.

27. Chernyshova I.V., Andrievsky S.M., Kovtyukh V.V., Mkrtichian D.E. Unusual A-star VW Ari // Contrib. Astron. Obs. Skalnate Pleso. – 1998. – V. 27. – P. 332–334.

28. Hill V., Andrievsky S. M., Spite M. Chemical evolution of the Magellanic Clouds. VI. Chemical composition of nine F supergiants from different regions of the Large Magellanic Cloud // Astron. Astrophys. – 1995. – V. 293. – P. 347–359.

29. Korotin S. A., Andrievsky S. M., Kostynchuk L. Yu. Nitrogen abundance in early B-stars. I. NLTE calculations for g Pegasi // Astron. Astrophys. – 1999. – V. 342. – P. 756–762.

30. Korotin S. A., Andrievsky S. M., Kostynchuk L. Yu. Carbon Abundance in Early B-Stars. I. NLTE Calculations for g Peg // Astrophys. Space Sci. – 1999. – V. 260. – P. 531–539.

31. Korotin S. A., Andrievsky S. M., Luck R. E. Oxygen abundances in early B-stars // Astron. Astrophys. – 1999. – V. 351. – P. 168–176.

32. Kovtyukh V. V., Andrievsky S. M., Usenko I. A., Klochkova V. G. The chemical composition of the s-Cepheids. III. // Astron. Astrophys. – 1996. – V. 316. – P. 155–163.

33. Kovtyukh V. V., Andrievsky S. M. Do we really obtain reliable elemental abundances for supergiant stars? // Astron. Astrophys. – 1999. – V. 351. – P. 597–606.

34. Kovtyukh V. V., Andrievsky S. M. EV Sct – a double system with two Cepheid components in NGC 6664? // Astron. Astrophys. – 1999. – V. 350. – P. L55–L56.

35. Luck R. E., Andrievsky S. M., Kovtyukh V. V., Korotin S. A., Beletsky Yu. V. Comparative abundance analysis of the hot main sequence stars and their progeny in open cluster M 25 // Astron. Astrophys. – 2000. – V. 361. – P. 189–200.

36. Luck R. E., Kovtyukh V. V., Andrievsky S. M. SV Vul: a first crossing Cepheid? // Astron. Astrophys. – 2001. – V. 373. – P. 589–596.

37. Mathys G., Andrievsky S. M., Barbuy B., Korotin S. A., Cunha K. Light element abundances in the young open clusters NGC 3293, NGC 4755 and NGC 6231: tracers of stellar evolution // Astron. Astrophys. – 2002. – V. 387. – P. 890–902.

38. Paunzen E., Andrievsky S. M., Chernyshova I. V., Klochkova V. G., Panchuk, V. E., Handler G. Accurate LTE abundances of seven well established Boo stars // Astron. Astrophys. – 1999. – V. 351 – P. 981–984.

39. Schoenberner D., Andrievsky S. M., Drilling J. Blue stragglers in open clusters. III. NGC 7789 // Astron. Astrophys. –2001. – V. 366. – P. 490–497.