Gaia skatalogowała 12 mln gwiazd zmiennych, ale wciąż możliwe są nowe odkrycia!

bajastro · 26 Listopada 2022

Mniej więcej w połowie roku 2022 został zaimportowany do bazy danych VIZIER nowy i jak dotąd najobszerniejszy katalog gwiazd zmiennych: Gaia DR3 Part 4. Variability (Gaia Collaboration, 2022), 2022yCat.1358....0G. Niestety, sama publikacja nie jest jeszcze dostępna, zapoznać można się tylko z draftem:

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022yCat.1358....0G/abstract

Liczby natomiast robią wrażenie: 11 754 237 obiektów, z których aż 9 976 881 ma sklasyfikowany typ zmienności.

To jest ponad 5x więcej niż zawiera baza danych Variable Star Index (VSX) AAVSO. Do tego jest Lasair, który również zawiera miliony obiektów na podstawie danych ZTF, ale są to głównie kandydatki sklasyfikowane jako VS (Variable Star) lub SN (Supernova). Wydawać by się mogło, że nic nowego nie uda się już znaleźć.

W tym tygodniu miałem troszkę wolnego czasu i z nudów zacząłem porządkować zewnętrzny dysk twardy, na którym znalazłem dane prawie sprzed 2 lat zawierające pozycje ok 200 obiektów do przyjrzenia się im dokładnie w późniejszym czasie. Na tamten czas ZTF nie posiadało żadnych danych, albo było ich zbyt mało do jednoznacznego potwierdzenia zmienności. Okazało się, że zdecydowana większość obiektów już odpadła: Gaia wykosiła niemal wszystkie. Katalog dość dokładnie wyczyścił niebo, zawiera wiele zmiennych okresowych o amplitudzie rzędu nawet 0,02 mag. A jednak, wciąż są możliwe nowe odkrycia!

W swoich starych danych odnalazłem 2 nieznane obiekty zmienne i to o dużej amplitudzie, bo aż 4 mag. Oba obiekty zaraportowałem do bazy VSX AAVSO, które po weryfikacji zostały opublikowane.

Pierwszy obiekt BMAM-V858 zgłosiłem jako współodkrycie. Jest to układ kataklizmiczny zlokalizowany w Małej Niedźwiedzicy. Znajduje się w pobliżu jasnej gwiazdy. Możliwe, że to dlatego automatyczne systemy pominęły go, czyli jak zwykle “najciemniej pod latarnią”.

Zmienność jest wyraźna, jakość danych od razu pozwoliła sklasyfikować typ zmienności na UG, czyli jest to ciasny układ podwójny z dyskiem akrecyjnym wokół białego karła. Co jakiś czas dochodzi do reakcji termojądrowej na powierzchni białego karła, co obserwujemy w postaci wybuchu. Obserwowana jasność układu wzrasta o kilka wielkości gwiazdowych na kilka dni.

Krzywa jasności uzyskana na podstawie analizy danych ZTF w standardzie fotometrycznym Sloan dla filtru g:

Tak zmienia się jasność układu BMAM-V858 na zdjęciach ZTF, nowy obiekt oznaczony białymi liniami na czwartym zdjęciu licząc od lewej strony:

Link do VSX:

https://www.aavso.org/vsx/index.php?view=detail.top&oid=2345718

Drugi obiekt BMAM-V859 znajduje się w Łabędziu. Okolica jest dość tłoczna, być może dlatego zmienna nie została wykryta przez automatyczne przeglądy nieba. Podobnie jak BMAM-V858 jest to układ kataklizmiczny typu UG, ale wybuchy są znacznie rzadsze.

Krzywa jasności uzyskana na podstawie analizy danych ZTF dla filtrów r oraz i:

BMAM-V859 na zdjęciach ZTF, nowy obiekt oznaczony czarnymi liniami na czwartym zdjęciu licząc od lewej strony:

W takich przypadkach konieczne jest weryfikowanie wszystkich dostępnych zdjęć, żeby mieć pewność że nie są to artefakty spowodowane np. niewielką odległością od innych obiektów.

Link do VSX:

https://www.aavso.org/vsx/index.php?view=detail.top&oid=2345725

Coraz więcej instytucji raportuje odkrycia układów kataklizmicznych typu UG do Transient Name Server (TNS) prowadzonym przez grupę roboczą ds supernowych działającą przy IAU. W zasadzie za każdym razem konieczne jest sprawdzenie w TNS, czy odkrycie nie zostało już zgłoszone przez kogoś innego. Baza danych VSX jest aktualizowana w miarę możliwości na bieżąco, ale odkrycia są raportowane w różnych miejscach. Gaia posiada również własną stronę z alertami, którą trzeba sprawdzać.

Pomimo publikacji blisko 12 mln gwiazd zmiennych, wciąż można trafić na nieznany i ciekawy obiekt czekający na odkrycie.

Edytowane 26 Listopada 2022 przez bajastro

dobrychemik · 26 Listopada 2022

Jaki jest próg zmiany jasności, by uznać gwiazdę za zmienną? Przecież przy odpowiednio dużej precyzji pomiaru wszystkie gwiazdy są zmienne.

bajastro · 26 Listopada 2022

@dobrychemikNie ma dolnej granicy, o ile dane są wystarczająco dobrej jakości. Dane z TESS pozwalają wykryć gwiazdy zmienne, dla których zmiany jasności są rzędu nawet kilku tysięcznych części magnitudo. Jeśli znalazłeś np gwiazdę zaćmieniową powiedzmy EA o spadku 0.01 mag i z danych wyraźnie widać, że są zaćmienia pierwotne i wtórne oraz możesz wyznaczyć podstawowe właściwości obiektu takie jak okres, epokę, czas trwania zaćmienia, to nic nie stoi na przeszkodzie, by taką gwiazdę uznać za zmienną. Nawet gwiazdy z tranzytami egzoplanet lądują do bazy jako gwiazdy zmienne typu EP, gdzie amplitudy tranzytów mają kilka tysięcznych magnitudo. Jakie możliwości będą w przyszłości tego nikt nie wie, ale spodziewam się, że dokładność fotometryczna będzie rosła.

Tak jak wspomniałeś, przy odpowiednio dużej dokładności pomiarowej każda gwiazda jest zmienna.
Nawet nasze Słońce jest gwiazdą zmienną, tylko nikt nie określił typu zmienności

Przejdzie Merkury, czy Wenus mamy EP, są okresowo pojawiające się plamy - typ ROT (można wyznaczyć rotację czy długość cyklu aktywności), flary - typ UV itd.

Edit: Preferuję gwiazdy o większych amplitudach

Edytowane 26 Listopada 2022 przez bajastro