Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9133
Title: Ανάλυση και φωτομετρική μελέτη του νέου διπλού εκλειπτικού συστήματος V1098 Her
Other Titles: Photometric study and analysis of the new eclipsing binary system V1098 Her
Authors: Χρυσόπουλος, Ιωακείμ
Keywords: Φωτομετρική μελέτη
Διπλά εκλειπτικά συστήματα
Μεταβλητοί αστέρες
Αστεροσκοπείο Μυθωδία
V1098 Ηρακλή
Keywords (translated): Eclipsing binary
Photometric study and analysis
BVRcIc observations
V1098 Her
Mythodea observatory
Absolute parameters
Abstract: Τα διπλά εκλειπτικά συστήματα παραμένουν ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ερευνητικά αντικείμενα της Αστροφυσικής καθώς η φωτομετρική ή/και η φασματοσκοπική μελέτη τους παρέχει την πιο ακριβή μέθοδο υπολογισμού βασικών αστρικών παραμέτρων (μάζα, θερμοκρασία, ακτίνα), αλλά και παρακολούθησης κάθε είδους αστρικής δραστηριότητας (κηλίδες, αναπάλσεις, δίσκοι επαύξησης μάζας) που παρουσιάζουν. Σημαντική είναι η συνεισφορά τους και στη μελέτη της αστρικής εξέλιξης καθώς χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των θεωριών εξέλιξης. Επιπλέον η μελέτη των μακροχρόνιων μεταβολών της περιόδου τους επιτρέπει την πιθανή ύπαρξη τρίτων σωμάτων, όπως αστέρων ή πλανητών, που περιστρέφονται γύρω από το διπλό σύστημα. Το αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη του νέου διπλού εκλειπτικού συστήματος τύπου W UMa, V1098 Her, μέσα από νέες φωτομετρικές BVRcIc παρατηρήσεις. Τα W UMa αστρικά συστήματα αποτελούνται από αστέρες κυρίας ακολουθίας οι οποίοι βρίσκονται σε υπερεπαφή και χαρακτηρίζονται από μικρές τροχιακές περιόδους. Η εργασία αποτελείται από δύο κύρια μέρη. Στο Πρώτο Μέρος δίνεται το θεωρητικό και επιστημονικό πλαίσιο που απαιτείται για την περιγραφή και μελέτη των διπλών εκλειπτικών συστημάτων σε επαφή. Στο Πρώτο Κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη περιγραφή όλων των ειδών μεταβλητών αστέρων και παρουσιάζονται τα είδη των διπλών αστρικών συστημάτων. Στη συνέχεια γίνεται μια εκτενής αναφορά στη γεωμετρία και το μοντέλο Roche και περιγράφεται η μορφολογική και φαινομενολογική ταξινόμηση των διπλών εκλειπτικών συστημάτων. Επιπλέον περιγράφεται ο διαχωρισμός των W UMa συστημάτων σε τύπου Α και W και γίνεται αναφορά στο σχηματισμό και την εξέλιξή τους. Στο Δεύτερο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η προετοιμασία και ο σχεδιασμός των παρατηρήσεων στο Αστεροσκοπείο Μυθωδία του Πανεπιστημίου Πατρών, καθώς και η διαδικασία ανάλυσης των δεδομένων. Επιπλέον περιγράφεται η διαδικασία κατασκευής διαγραμμάτων O-C, καθώς και οι μηχανισμοί μεταβολής της περιόδου. Στο Τρίτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται το υπολογιστικό πακέτο PHOEBE το οποίο χρησιμοποιήθηκε για την εύρεση της λύσης και την μοντελοποίηση του συστήματος. Το Δεύτερο Μέρος επικεντρώνεται στις νέες CCD παρατηρήσεις του V1098 Her, στην ανάλυση των ληφθέντων δεδομένων και τη μοντελοποίηση του συστήματος. Στο Τέταρτο Κεφάλαιο παρουσιάζονται οι νέες CCD παρατηρήσεις του υπό μελέτη συστήματος για επτά νύχτες το διάστημα Ιουλίου - Αυγούστου 2014, η ανάλυσή τους, η κατασκευή των BVRcIc καμπυλών φωτός και η εξαγωγή οκτώ χρόνων ελαχίστου. Επιπλέον κατασκευάζεται το διάγραμμα O-C και εξάγεται η νέα εφημερίδα του συστήματος. Στο Πέμπτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται για πρώτη φορά η λεπτομερής ανάλυση του υπό μελέτη συστήματος και προτείνονται δύο μοντέλα ένα χωρίς κηλίδα και ένα με παρουσία κηλίδας στον θερμότερο αστέρα. Επικρατέστερο των δύο είναι αυτό χωρίς κηλίδα το οποίο δείχνει ότι το V1098 Her είναι υποκατηγορίας Α και παρουσιάζει βαθμό επαφής f = 55.05 ± 4.1% . Σύμφωνα με το προτεινόμενο μοντέλο προσδιορίζονται οι μάζες των μελών του συστήματος: M1 = 1.37 ± 0.04 M⊙, M2 = 0.19 ± 0.01 M⊙ , οι θερμοκρασίες τους T1 = 6619 ± 48K , T2 = 6495 ± 27K και οι ακτίνες τους R1 = 1.40 ± 0.05 R⊙, R2 = 0.61 ± 0.05 R⊙. Τέλος με βάση τις εξαγόμενες παραμέτρους διερευνάται η φύση του και η κατηγοριοποίηση του συστήματος.
Abstract (translated): Eclipsing binary systems remain one of the most interesting research fields in stellar astrophysics as they provide the most accurate method for calculation of fundamental properties of stars (masses, temperatures, radii) as well as every form of stellar activity (spots, accretion disks, pulsations). This is accomplished through photometry and spectrometry or through the study of long-term variations of their period. Furthermore eclipsing binary systems have a significant contribution to the study of stellar evolution as they are used to test stellar evolution theories. Additionally their study allows the prediction of third body companions, of stellar or sub-stellar origin (stars, planets) orbiting the binary system. The subject of this thesis is the multiband observation, study and modeling of the W UMa eclipsing binary system V1098 Her. W UMa stellar systems consist of main sequence stars in overcontact configuration and exhibit short orbital periods. This thesis is divided in two main parts. The first Part outlines the theoretical framework for studying and describing eclipsing binaries. The first Chapter provides a brief description of all types of variable stars and the different types of binary stars are presented. Then an extensive reference to Roche geometry and Roche model as well as a morphological and phenomenological classification of eclipsing binaries is provided. Furthermore the separation of W UMa systems in A and W type and their formation and evolution is described. The second Chapter outlines the preparation and planning of the observations held at the University of Patras observatory and the procedure of data analysis. Then, time counting, O-C (observed – calculated) diagrams and mechanisms that cause period variations are presented. In the third Chapter a detailed description of the computational package PHOEBE, which is used for modeling the binary system, is provided. The second Part focuses on the observations of V1098 Her, the data processing and the modeling of the system. In Chapter four, new CCD four-color photometric observations of V1098 Her made on seven nights over summer 2014 are analyzed and new light curves (LCs) of the system, as well as eight new Minima times are provided. Furthermore all available times of Minima were collected and an O-C diagram was constructed, providing the new ephemeris of the system. In Chapter five, the first extensive analysis of the W UMa system V1098 Her is presented, based on the new BVRcIc photometric light curves. Our completely covered LCs were analyzed using PHOEBE and revealed that V1098 Her is an overcontact binary with fill-out factor f = 55.05 ± 4.1% and temperature difference between the components of 124K. Two models, one unspotted and one spotted are provided, with the unspotted model to be more plausible. Our modeling indicates that V1098 Her is an A-type overcontact binary with component masses M1 = 1.37 ± 0.04 M⊙, M2 = 0.19 ± 0.01 M⊙ , temperatures T1 = 6619 ± 48K, T2 = 6495 ± 27K and radiuses R1 = 1.40 ± 0.05 R⊙, R2 = 0.61 ± 0.05 R⊙ . Based on these results, the physical nature of the system is discussed.
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Master_Chrysopoulos.pdfΜεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία3.56 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons