Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα;
Η φύση των διπλών αστρικών συστημάτων (γεωμετρία - μοντέλο Roche) και η μεγάλη συχνότητα εμφάνισής τους στο Σύμπαν (τουλάχιστον 50% του συνόλου των αστέρων), προσφέρουν τη μοναδική δυνατότητα υπολογισμού των βασικών αστρικών μεγεθών (μάζες, ακτίνες, θερμοκρασίες), προσδιορισμού της χημικής σύνθεσης...
Κύριος συγγραφέας: | |
---|---|
Άλλοι συγγραφείς: | |
Μορφή: | Thesis |
Γλώσσα: | Greek |
Έκδοση: |
2018
|
Θέματα: | |
Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/11190 |
id |
nemertes-10889-11190 |
---|---|
record_format |
dspace |
institution |
UPatras |
collection |
Nemertes |
language |
Greek |
topic |
Διπλά εκλειπτικά συστήματα Μεταβολές περιόδου Τρίτα σώματα Μαγνητική δραστηριότητα Τεχνικές βελτιστοποίησης Eclipsing binaries Period variation Light-time effect (LITE) Magnetic activity (Applegate) Optimization methods 523.844 4 |
spellingShingle |
Διπλά εκλειπτικά συστήματα Μεταβολές περιόδου Τρίτα σώματα Μαγνητική δραστηριότητα Τεχνικές βελτιστοποίησης Eclipsing binaries Period variation Light-time effect (LITE) Magnetic activity (Applegate) Optimization methods 523.844 4 Ζέρβας, Κωνσταντίνος Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; |
description |
Η φύση των διπλών αστρικών συστημάτων (γεωμετρία - μοντέλο Roche) και η μεγάλη συχνότητα εμφάνισής τους στο Σύμπαν (τουλάχιστον 50% του συνόλου των αστέρων), προσφέρουν τη μοναδική δυνατότητα υπολογισμού των βασικών αστρικών μεγεθών (μάζες, ακτίνες, θερμοκρασίες), προσδιορισμού της χημικής σύνθεσης των αστέρων, ελέγχου εξελικτικών θεωρίων μέσω της αλληλεπίδρασής τους, ακριβούς προσδιορισμού αποστάσεων, καθώς και του ελέγχου ύπαρξης συνοδών σωμάτων αστρικής ή πλανητικής φύσης.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η μελέτη ορισμένων εκ των μηχανισμών μεταβολής περιόδου στα διπλά εκλειπτικά αστρικά συστήματα και συγκεκριμένα των μηχανισμών Light-Time Effect (LITE), μαγνητικής δραστηριότητας (Applegate) και μεταφοράς μάζας. Η ανίχνευση των μηχανισμών μεταβολής περιόδου γίνεται μέσω της ανάλυσης διαγραμμάτων O-C (Observed-Calculated) με νέα παρατηρησιακά δεδομένα από το Αστεροσκοπείο Μυθωδία του Πανεπιστημίου Πατρών την περίοδο 2014-2017 και συγκέντρωση χρόνων ελαχίστου φωτός από τη βιβλιογραφία.
Στα δύο πρώτα κεφάλαια παρουσιάζονται τα τροχιακά και γεωμετρικά χαρακτηριστικά των διπλών συστημάτων, καθώς και το φαινόμενο συντηρητικής ή μη μεταφοράς μάζας. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται ο μηχανισμός LITE ως το αποτέλεσμα της ύπαρξης ενός ή περισσότερων σωμάτων γύρω από το διπλό σύστημα, με την περιοδικότητα της κίνησης γύρω από το κοινό βαρύκεντρο να προκαλεί την εμφάνιση κυκλικής (ημιτονοειδούς) συμπεριφοράς στο διάγραμμα O-C. Η μαγνητική δραστηριότητα στο εσωτερικό των αστέρων μεταγενέστερου του F5 φασματικού τύπου, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από ζώνη μεταφοράς θερμότητας δια ρευμάτων (convection zone), έχει ως αποτέλεσμα την παραμόρφωση του αστέρα εξαιτίας της μεταφοράς στροφορμής διαμέσου των στρωμάτων του. Η παραμόρφωση του σχήματος του αστέρα αντιστοιχεί στον όρο τετραπολικής ροπής αδράνειας, η οποία μεταβάλλεται με αυστηρά κυκλική περιοδικότητα, έτσι ώστε οι δύο μηχανισμοί (LITE και Applegate) να προσφέρουν εναλλακτικές ερμηνείες στην ημιτονοειδή συμπεριφορά ενός διαγράμματος O-C. Επομένως, η ένδειξη για την ύπαρξη τρίτου ή περισσότερων σωμάτων γύρω από το διπλό σύστημα είναι αναγκαίο να επιβεβαιωθεί μέσω φασματοσκοπικών ή/και αστρομετρικών παρατηρήσεων.
Στο τέταρτο κεφάλαιο αναπτύσσονται τα μαθηματικά εργαλεία ανάλυσης του διαγράμματος O-C, τα οποία αποτελούν τεχνικές βελτιστοποίησης για την ελαχιστοποίηση της συνάρτησης κόστους (chi square). Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται η εφαρμογή των τεχνικών βελτιστοποίησης στα διαγράμματα O-C των διπλών εκλειπτικών συστημάτων NSVS 14256825, NSVS 07826147 και TZ Boo με νέα παρατηρησιακά δεδομένα από το Αστεροσκοπείο Μυθωδία του Πανεπιστημίου Πατρών την περίοδο 2014-2017 και συγκέντρωση χρόνων ελαχίστου φωτός από τη βιβλιογραφία. |
author2 |
Χριστοπούλου, Ελευθερία-Παναγιώτα |
author_facet |
Χριστοπούλου, Ελευθερία-Παναγιώτα Ζέρβας, Κωνσταντίνος |
format |
Thesis |
author |
Ζέρβας, Κωνσταντίνος |
author_sort |
Ζέρβας, Κωνσταντίνος |
title |
Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; |
title_short |
Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; |
title_full |
Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; |
title_fullStr |
Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; |
title_full_unstemmed |
Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; |
title_sort |
τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; |
publishDate |
2018 |
url |
http://hdl.handle.net/10889/11190 |
work_keys_str_mv |
AT zerbaskōnstantinos tritasōmataēmagnētikēdrastēriotētasediplaastrikasystēmata AT zerbaskōnstantinos thirdbodiesormagneticactivityinbinarystars |
_version_ |
1771297236297187328 |
spelling |
nemertes-10889-111902022-09-05T13:56:11Z Τρίτα σώματα ή μαγνητική δραστηριότητα σε διπλά αστρικά συστήματα; Third bodies or magnetic activity in binary stars? Ζέρβας, Κωνσταντίνος Χριστοπούλου, Ελευθερία-Παναγιώτα Γερογιάννης, Βασίλειος Ψυλλάκης, Ζαχαρίας Zervas, Konstantinos Διπλά εκλειπτικά συστήματα Μεταβολές περιόδου Τρίτα σώματα Μαγνητική δραστηριότητα Τεχνικές βελτιστοποίησης Eclipsing binaries Period variation Light-time effect (LITE) Magnetic activity (Applegate) Optimization methods 523.844 4 Η φύση των διπλών αστρικών συστημάτων (γεωμετρία - μοντέλο Roche) και η μεγάλη συχνότητα εμφάνισής τους στο Σύμπαν (τουλάχιστον 50% του συνόλου των αστέρων), προσφέρουν τη μοναδική δυνατότητα υπολογισμού των βασικών αστρικών μεγεθών (μάζες, ακτίνες, θερμοκρασίες), προσδιορισμού της χημικής σύνθεσης των αστέρων, ελέγχου εξελικτικών θεωρίων μέσω της αλληλεπίδρασής τους, ακριβούς προσδιορισμού αποστάσεων, καθώς και του ελέγχου ύπαρξης συνοδών σωμάτων αστρικής ή πλανητικής φύσης. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η μελέτη ορισμένων εκ των μηχανισμών μεταβολής περιόδου στα διπλά εκλειπτικά αστρικά συστήματα και συγκεκριμένα των μηχανισμών Light-Time Effect (LITE), μαγνητικής δραστηριότητας (Applegate) και μεταφοράς μάζας. Η ανίχνευση των μηχανισμών μεταβολής περιόδου γίνεται μέσω της ανάλυσης διαγραμμάτων O-C (Observed-Calculated) με νέα παρατηρησιακά δεδομένα από το Αστεροσκοπείο Μυθωδία του Πανεπιστημίου Πατρών την περίοδο 2014-2017 και συγκέντρωση χρόνων ελαχίστου φωτός από τη βιβλιογραφία. Στα δύο πρώτα κεφάλαια παρουσιάζονται τα τροχιακά και γεωμετρικά χαρακτηριστικά των διπλών συστημάτων, καθώς και το φαινόμενο συντηρητικής ή μη μεταφοράς μάζας. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται ο μηχανισμός LITE ως το αποτέλεσμα της ύπαρξης ενός ή περισσότερων σωμάτων γύρω από το διπλό σύστημα, με την περιοδικότητα της κίνησης γύρω από το κοινό βαρύκεντρο να προκαλεί την εμφάνιση κυκλικής (ημιτονοειδούς) συμπεριφοράς στο διάγραμμα O-C. Η μαγνητική δραστηριότητα στο εσωτερικό των αστέρων μεταγενέστερου του F5 φασματικού τύπου, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από ζώνη μεταφοράς θερμότητας δια ρευμάτων (convection zone), έχει ως αποτέλεσμα την παραμόρφωση του αστέρα εξαιτίας της μεταφοράς στροφορμής διαμέσου των στρωμάτων του. Η παραμόρφωση του σχήματος του αστέρα αντιστοιχεί στον όρο τετραπολικής ροπής αδράνειας, η οποία μεταβάλλεται με αυστηρά κυκλική περιοδικότητα, έτσι ώστε οι δύο μηχανισμοί (LITE και Applegate) να προσφέρουν εναλλακτικές ερμηνείες στην ημιτονοειδή συμπεριφορά ενός διαγράμματος O-C. Επομένως, η ένδειξη για την ύπαρξη τρίτου ή περισσότερων σωμάτων γύρω από το διπλό σύστημα είναι αναγκαίο να επιβεβαιωθεί μέσω φασματοσκοπικών ή/και αστρομετρικών παρατηρήσεων. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναπτύσσονται τα μαθηματικά εργαλεία ανάλυσης του διαγράμματος O-C, τα οποία αποτελούν τεχνικές βελτιστοποίησης για την ελαχιστοποίηση της συνάρτησης κόστους (chi square). Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται η εφαρμογή των τεχνικών βελτιστοποίησης στα διαγράμματα O-C των διπλών εκλειπτικών συστημάτων NSVS 14256825, NSVS 07826147 και TZ Boo με νέα παρατηρησιακά δεδομένα από το Αστεροσκοπείο Μυθωδία του Πανεπιστημίου Πατρών την περίοδο 2014-2017 και συγκέντρωση χρόνων ελαχίστου φωτός από τη βιβλιογραφία. The nature of binary star systems (geometry - Roche model) and their high frequency of occurrence in the Universe (at least 50% of all stars), offer the unique ability to calculate the fundamental physical parameters of stars (masses, radii, temperatures), determine their chemical composition, use them as distance indicators and also test the validity of evolutionary theories through their interaction, as well as the validity of the existence of third body companions of stellar or planetary nature. The aim of this thesis is the study of the period variability mechanisms in binary stars and more specific those of Light-Time Effect (LITE), Magnetic Activity (Applegate) and mass transfer. The detection of period variation mechanisms is accomplished through the analysis of O-C (Observed-Calculated) diagram which consists of observed-calculated minimum light times due to the periodic eclipses of the star members. The first two chapters present the orbital and geometric properties of binary stars, as well as the conservative and non-conservative mass transfer phenomenon. In the third chapter the LITE mechanism is analyzed as the result of orbital motion of the eclipsing pair around the common barycenter of the triple (or multiple) system. Therefore, the long-term variation of the times of minima corresponds to an apparent circular (sinusoidal) pattern in the O-C diagram. Magnetically active stars can be deformed in a variable way due to variations in the distribution of angular momentum as the star goes through its activity cycle. These modulations can be explained by the gravitational coupling of the orbit to variations in the shape of the magnetically active star. Deformation of the star shape corresponds to the quadrupole moment of inertia and varies with strict cyclic periodicity, so the two mechanisms (LITE and Applegate) offer alternative interpretations of the sinusoidal behavior of an O-C diagram. Hence, the indication of the existence of a third or multiple bodies around the binary is necessary to be confirmed by spectroscopic and/or astrometric observations. The mathematical tools for the analysis of O-C diagrams are presented in chapter four and since the determination of the best fitting curve is an inverse problem, all the presented methods belong to the category of optimization techniques in order to minimize the cost function (chi square). Finally, in the last chapter we implement the optimization techniques in the O-C diagrams of three eclipsing binaries: NSVS 14256825, NSVS 07826147 and TZ Boo through new times of minima carried out at Mythodea Observatory (University of Patras) during 2014-2017 and archival data from the literature. 2018-04-12T06:34:37Z 2018-04-12T06:34:37Z 2018-03-19 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11190 gr 12 application/pdf |