АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2024, том 79, № 2, страницы 290–307
ZZ TAU IRS: МАЛОМАССИВНАЯ ЗВЕЗДА ТИПА UX ORI С ИНТЕНСИВНЫМ ВЕТРОМ
© 2024
М. А. Бурлак1, А. В. Додин1, А. В. Жарова1, С. Г. Желтоухов1, Н. П. Иконникова1, С. А. Ламзин1*, С. А. Потанин1, Б. С. Сафонов1, И. A. Страхов1, А. М. Татарников1
1Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга МГУ имени М. В. Ломоносова, Москва, 119234 Россия
*E-mail: lamzin@sai.msu.ru
*E-mail: lamzin@sai.msu.ru
УДК 524.338.5-14
Поступила в редакцию 2 ноября 2023 года; после доработки 1 декабря 2023 года; принята к публикации 4 декабря 2023 года
Представлены результаты фотометрических, поляриметрических и спектральных наблюдений молодой звезды ZZ Tau IRS в видимой и ближней ИК-областях. На фоне континуума звезды спектрального класса M отождествлено около 50 эмиссионных линий как дипольно-разрешенных переходов (H I, He I, Na I, Са II), так и запрещенных (O I, O II, O III, N I, N II, S II, Ca II, Fe II, Ni II). Обнаружено, что с осени 2020 г. до начала 2023 г. блеск звезды в видимой области спектра падал , а затем начал возвращаться к исходному уровню. При ослаблении блеска показатели цвета уменьшались в видимой области спектра, но возрастали в ближней ИК-области. В минимуме блеска степень поляризации в полосе I достигала почти 13%, а эквивалентные ширины линий Hα и [S II] λ 6731 выросли до 376 Å и 79 Å соответственно. Приведены аргументы в пользу того, что ZZ Tau IRS — звезда типа UX Ori, а ее переменность связана с затмениями пылевыми облаками, которые представляют собой неоднородности в запыленном дисковом ветре. Запрещенные линии формируются как в дисковом ветре, так и в джете, ось которого ориентирована вдоль . Поток массы, уносимой джетом, превышает , что аномально велико для звезды с массой меньше . Дисковый ветер ZZ Tau IRS, по-видимому, не является аксиально симметричным, вероятно, из-за азимутальной асимметрии протопланетного диска, обнаруженной ранее с помощью интерферометра ALMA.
Ключевые слова:
МЗС: джеты и истечения — звезды: переменные: T Тельца, Ae/Be Хербига — звезды: отдельные: ZZ Tau IRS
ФинансированиеСписок литературы
Работа А. В. Додина (наблюдения, обработка, интерпретация) и Б. С. Сафонова (поляриметрические наблюдения и обработка) поддержана грантом РНФ № 23-12-00092. Результаты получены с использованием оборудования, приобретенного в рамках программы развития МГУ.
Список литературы
1. R. L. Akeson, E. L. N. Jensen, J. Carpenter, et al., Astrophys. J. 872 (2), article id. 158 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/aaff6a
2. J. M. Alcalá, A. Natta, C. F. Manara, et al., Astron. and Astrophys. 561, id. A2 (2014). DOI:10.1051/0004-6361/201322254
3. S. M. Andrews, K. A. Rosenfeld, A. L. Kraus, and D. J. Wilner, Astrophys. J. 771, article id. 129 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/771/2/129
4. M. Ansdell, E. Gaidos, C. Hedges, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 492 (1), 572 (2020). DOI:10.1093/mnras/stz3361
5. J. Bally, J. Walawender, and B. Reipurth, Astron. J. 144 (5), article id. 143 (2012). DOI:10.1088/0004-6256/144/5/143
6. A. Belinski, M. Burlak, A. Dodin, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 515 (1), 796 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac1798
7. A. A. Belinski, A. V. Dodin, S. G. Zheltoukhov, et al., Astrophysical Bulletin 78 (3), 283 (2023). DOI:10.1134/S1990341323700074
8. L. N. Berdnikov, A. A. Belinskii, N. I. Shatskii, et al., Astronomy Reports 64 (4), 310 (2020). DOI:10.1134/S1990341323700074
9. L. Bianchi, B. Shiao, and D. Thilker, Astrophys. J. Suppl. 230 (2), article id. 24 (2017). DOI:10.3847/1538-4365/aa7053
10. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 649, id. A1. DOI:10.1051/0004-6361/202039657
11. S. Cabrit, Proc. IAU Symp. No. 243, Ed. by J. Bouvier and I. Appenzeller (Grenoble, France, 2007) p. 203. DOI:10.1017/S1743921307009568
12. M. Cohen, W. A. Wheaton, and S. T. Megeath, Astron. J. 126 (2), 1090 (2003). DOI:10.1086/376474
13. A. Dodin, K. Grankin, S. Lamzin, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 482 (4), 5524 (2019). DOI:10.1093/mnras/sty2988
14. A. V. Dodin, S. G. Zheltoukhov, S. A. Lamzin, et al., Astrophysical Bulletin 78 (3), 364 (2023). DOI:10.1134/S1990341323700116
15. M. A. Dopita and R. S. Sutherland, Astrophys. J. Suppl. 229 (2), article id. 35 (2017). DOI:10.3847/1538-4365/aa6542
16. T. Giannini, S. Antoniucci, B. Nisini, et al., Astrophys. J. 814 (1), article id. 52 (2015). DOI:10.1088/0004-637X/814/1/52
17. M. Gomez, B. A. Whitney, and S. J. Kenyon, Astron. J. 114, 1138 (1997). DOI:10.1086/118545
18. V. P. Grinin, Sov. Astron. Lett. 14, 27 (1988).
19. V. P. Grinin, N. N. Kiselev, N. K. Minikulov, and G. P. Chernova, Soviet Astronomy Letters 14, 219 (1988).
20. V. P. Grinin, P. S. The, D. de Winter, et al., Astron. and Astrophys. 292, 165 (1994).
21. S. Guieu, C. Dougados, J. L. Monin, et al., Astron. and Astrophys. 446 (2), 485 (2006). DOI:10.1051/0004-6361:20053493
22. N. M. Habel, S. T. Megeath, J. J. Booker, et al., Astrophys. J. 911 (2), id. 153 (2021). DOI:10.3847/1538-4357/abded8
23. L. Hartmann, G. Herczeg, and N. Calvet, Annual Rev. Astron. Astrophys. 54, 135 (2016). DOI:10.1146/annurev-astro-081915-023347
24. J. Hashimoto, R. Dong, and T. Muto, Astron. J. 161 (6), id. 264 (2021). DOI:10.3847/1538-3881/abf431
25. J. Hashimoto, R. Dong, T. Muto, H. B. Liu, and Y. Terada, Astron. J. 167 (2), id. 75 (2024).
26. J. Hashimoto, H. B. Liu, R. Dong, et al., Astrophys. J. 941 (1), id. 66 (2022). DOI:10.3847/1538-4357/aca01d
27. G. J. Herczeg and L. A. Hillenbrand, Astrophys. J. 786, article id. 97 (2014). DOI:10.1088/0004-637X/786/2/97
28. K.-W. Hodapp, Astrophys. J. Suppl. 94, 615 (1994). DOI:10.1086/192084
29. Ž. Ivezić, A. Connolly, J. Vanderplas, and A. Gray, Statistics, Data Mining and Machine Learning in Astronomy: A Practical Python Guide for the Analysis of Survey Data (Princeton University Press, Princeton, 2014). DOI:10.1515/9781400848911
30. S. J. Kenyon and L. Hartmann, Astrophys. J. Suppl. 101, 117 (1995). DOI:10.1086/192235
31. M. Kounkel, K. Covey, M. Moe, et al., Astron. J. 157 (5), article id. 196 (2019). DOI:10.3847/1538-3881/ab13b1
32. J. Kwan and E. Tademaru, Astrophys. J. 332, L41 (1988). DOI:10.1086/185262
33. J. Kwan and E. Tademaru, Astrophys. J. 454, 382 (1995). DOI:10.1086/176489
34. B. M. Lasker, M. G. Lattanzi, B. J. McLean, et al., Astron. J. 136 (2), 735 (2008). DOI:10.1088/0004-6256/136/2/735
35. S. Y. Melnikov, J. Eislöffel, F. Bacciotti, et al., Astron. and Astrophys. 506, 763 (2009). DOI:10.1051/0004-6361/200811567
36. A. E. Nadjip, A. M. Tatarnikov, D. W. Toomey, et al., Astrophysical Bulletin 72, 349 (2017). DOI:10.1134/S1990341317030245
37. G. E. Nikishev, N. A. Maslennikova, A. M. Tatarnikov, et al., Moscow University Physics Bulletin, 78 (6), 854 (2023). DOI:10.3103/S0027134923060139
38. M. J. Pecaut and E. E. Mamajek, Astrophys. J. Suppl. 208 (1), article id. 9 (2013). DOI:10.1088/0067-0049/208/1/9
39. T. Prusti et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 595, id. A1 (2016). DOI:10.1051/0004-6361/201629272
40. S. A. Potanin, A. A. Belinski, A. V. Dodin, et al., Astronomy Letters 46 (12), 836 (2020). DOI:10.1134/S1063773720120038
41. A. C. Raga, J. Canto, L. Binette, and N. Calvet, Astrophys. J. 364, 601 (1990). DOI:10.1086/169443
42. S. M. Rucinski, Astron. J. 90, 2321 (1985). DOI:10.1086/113937
43. B. S. Safonov, P. A. Lysenko, and A. V. Dodin, Astronomy Letters 43, 344 (2017). DOI:10.1134/S1063773717050036
44. V. I. Shenavrin, V. P. Grinin, R. V. Baluev, and T. V. Demidova, Astronomy Reports 63 (12), 1035 (2019). DOI:10.1134/S1063772919120060
45. V. I. Shenavrin, A. N. Rostopchina-Shakhovskaya, V. P. Grinin, et al., Astronomy Reports 60 (8), 753 (2016). DOI:10.1134/S1063772916070064
46. S. G. Shulman and V. P. Grinin, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 512 (2), 3098 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac667
47. A. Somigliana, C. Toci, G. Rosotti, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 514 (4), 5927 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac1587
48. K. M. Strom, S. E. Strom, S. Edwards, et al., Astron. J. 97, 1451 (1989). DOI:10.1086/115085
49. M. Takami, H. M. Günther, P. C. Schneider, et al., Astrophys. J. Suppl. 264 (1), 1 (2023). DOI:10.3847/1538-4365/ac9afc
50. A. M. Tatarnikov, S. G. Zheltoukhov, N. Shatsky, et al., Astrophysical Bulletin, 78 (3), 384 (2023). DOI:10.1134/S1990341323600163
51. W. Wenzel, Commmunications of the Konkoly Observatory Hungary 65, 61 (1969).
52. E. Whelan and P. Garcia, Lecture Notes in Physics: Jets from Young Stars II, vol. 742, Ed. by F. Bacciotti, E. Whelan and L. Testi (Springer, Berlin Heidelberg, 2008), p. 123. DOI:10.1007/978-3-540-68032-1
53. R. J. White and L. A. Hillenbrand, Astrophys. J. 616, 998 (2004). DOI:10.1086/425115
54. B. A. Whitney and L. Hartmann, Astrophys. J. 402, 605 (1993). DOI:10.1086/172163
55. E. L. Wright, P. R. M. Eisenhardt, A. K. Mainzer, et al., Astron. J. 140, 1868 (2010). DOI:10.1088/0004-6256/140/6/1868
56. S. G. Zheltoukhov and A. M. Tatarnikov, Moscow University Physics Bulletin 77 (6), 886 (2022). DOI:10.3103/S0027134922060133
2. J. M. Alcalá, A. Natta, C. F. Manara, et al., Astron. and Astrophys. 561, id. A2 (2014). DOI:10.1051/0004-6361/201322254
3. S. M. Andrews, K. A. Rosenfeld, A. L. Kraus, and D. J. Wilner, Astrophys. J. 771, article id. 129 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/771/2/129
4. M. Ansdell, E. Gaidos, C. Hedges, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 492 (1), 572 (2020). DOI:10.1093/mnras/stz3361
5. J. Bally, J. Walawender, and B. Reipurth, Astron. J. 144 (5), article id. 143 (2012). DOI:10.1088/0004-6256/144/5/143
6. A. Belinski, M. Burlak, A. Dodin, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 515 (1), 796 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac1798
7. A. A. Belinski, A. V. Dodin, S. G. Zheltoukhov, et al., Astrophysical Bulletin 78 (3), 283 (2023). DOI:10.1134/S1990341323700074
8. L. N. Berdnikov, A. A. Belinskii, N. I. Shatskii, et al., Astronomy Reports 64 (4), 310 (2020). DOI:10.1134/S1990341323700074
9. L. Bianchi, B. Shiao, and D. Thilker, Astrophys. J. Suppl. 230 (2), article id. 24 (2017). DOI:10.3847/1538-4365/aa7053
10. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 649, id. A1. DOI:10.1051/0004-6361/202039657
11. S. Cabrit, Proc. IAU Symp. No. 243, Ed. by J. Bouvier and I. Appenzeller (Grenoble, France, 2007) p. 203. DOI:10.1017/S1743921307009568
12. M. Cohen, W. A. Wheaton, and S. T. Megeath, Astron. J. 126 (2), 1090 (2003). DOI:10.1086/376474
13. A. Dodin, K. Grankin, S. Lamzin, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 482 (4), 5524 (2019). DOI:10.1093/mnras/sty2988
14. A. V. Dodin, S. G. Zheltoukhov, S. A. Lamzin, et al., Astrophysical Bulletin 78 (3), 364 (2023). DOI:10.1134/S1990341323700116
15. M. A. Dopita and R. S. Sutherland, Astrophys. J. Suppl. 229 (2), article id. 35 (2017). DOI:10.3847/1538-4365/aa6542
16. T. Giannini, S. Antoniucci, B. Nisini, et al., Astrophys. J. 814 (1), article id. 52 (2015). DOI:10.1088/0004-637X/814/1/52
17. M. Gomez, B. A. Whitney, and S. J. Kenyon, Astron. J. 114, 1138 (1997). DOI:10.1086/118545
18. V. P. Grinin, Sov. Astron. Lett. 14, 27 (1988).
19. V. P. Grinin, N. N. Kiselev, N. K. Minikulov, and G. P. Chernova, Soviet Astronomy Letters 14, 219 (1988).
20. V. P. Grinin, P. S. The, D. de Winter, et al., Astron. and Astrophys. 292, 165 (1994).
21. S. Guieu, C. Dougados, J. L. Monin, et al., Astron. and Astrophys. 446 (2), 485 (2006). DOI:10.1051/0004-6361:20053493
22. N. M. Habel, S. T. Megeath, J. J. Booker, et al., Astrophys. J. 911 (2), id. 153 (2021). DOI:10.3847/1538-4357/abded8
23. L. Hartmann, G. Herczeg, and N. Calvet, Annual Rev. Astron. Astrophys. 54, 135 (2016). DOI:10.1146/annurev-astro-081915-023347
24. J. Hashimoto, R. Dong, and T. Muto, Astron. J. 161 (6), id. 264 (2021). DOI:10.3847/1538-3881/abf431
25. J. Hashimoto, R. Dong, T. Muto, H. B. Liu, and Y. Terada, Astron. J. 167 (2), id. 75 (2024).
26. J. Hashimoto, H. B. Liu, R. Dong, et al., Astrophys. J. 941 (1), id. 66 (2022). DOI:10.3847/1538-4357/aca01d
27. G. J. Herczeg and L. A. Hillenbrand, Astrophys. J. 786, article id. 97 (2014). DOI:10.1088/0004-637X/786/2/97
28. K.-W. Hodapp, Astrophys. J. Suppl. 94, 615 (1994). DOI:10.1086/192084
29. Ž. Ivezić, A. Connolly, J. Vanderplas, and A. Gray, Statistics, Data Mining and Machine Learning in Astronomy: A Practical Python Guide for the Analysis of Survey Data (Princeton University Press, Princeton, 2014). DOI:10.1515/9781400848911
30. S. J. Kenyon and L. Hartmann, Astrophys. J. Suppl. 101, 117 (1995). DOI:10.1086/192235
31. M. Kounkel, K. Covey, M. Moe, et al., Astron. J. 157 (5), article id. 196 (2019). DOI:10.3847/1538-3881/ab13b1
32. J. Kwan and E. Tademaru, Astrophys. J. 332, L41 (1988). DOI:10.1086/185262
33. J. Kwan and E. Tademaru, Astrophys. J. 454, 382 (1995). DOI:10.1086/176489
34. B. M. Lasker, M. G. Lattanzi, B. J. McLean, et al., Astron. J. 136 (2), 735 (2008). DOI:10.1088/0004-6256/136/2/735
35. S. Y. Melnikov, J. Eislöffel, F. Bacciotti, et al., Astron. and Astrophys. 506, 763 (2009). DOI:10.1051/0004-6361/200811567
36. A. E. Nadjip, A. M. Tatarnikov, D. W. Toomey, et al., Astrophysical Bulletin 72, 349 (2017). DOI:10.1134/S1990341317030245
37. G. E. Nikishev, N. A. Maslennikova, A. M. Tatarnikov, et al., Moscow University Physics Bulletin, 78 (6), 854 (2023). DOI:10.3103/S0027134923060139
38. M. J. Pecaut and E. E. Mamajek, Astrophys. J. Suppl. 208 (1), article id. 9 (2013). DOI:10.1088/0067-0049/208/1/9
39. T. Prusti et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 595, id. A1 (2016). DOI:10.1051/0004-6361/201629272
40. S. A. Potanin, A. A. Belinski, A. V. Dodin, et al., Astronomy Letters 46 (12), 836 (2020). DOI:10.1134/S1063773720120038
41. A. C. Raga, J. Canto, L. Binette, and N. Calvet, Astrophys. J. 364, 601 (1990). DOI:10.1086/169443
42. S. M. Rucinski, Astron. J. 90, 2321 (1985). DOI:10.1086/113937
43. B. S. Safonov, P. A. Lysenko, and A. V. Dodin, Astronomy Letters 43, 344 (2017). DOI:10.1134/S1063773717050036
44. V. I. Shenavrin, V. P. Grinin, R. V. Baluev, and T. V. Demidova, Astronomy Reports 63 (12), 1035 (2019). DOI:10.1134/S1063772919120060
45. V. I. Shenavrin, A. N. Rostopchina-Shakhovskaya, V. P. Grinin, et al., Astronomy Reports 60 (8), 753 (2016). DOI:10.1134/S1063772916070064
46. S. G. Shulman and V. P. Grinin, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 512 (2), 3098 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac667
47. A. Somigliana, C. Toci, G. Rosotti, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 514 (4), 5927 (2022). DOI:10.1093/mnras/stac1587
48. K. M. Strom, S. E. Strom, S. Edwards, et al., Astron. J. 97, 1451 (1989). DOI:10.1086/115085
49. M. Takami, H. M. Günther, P. C. Schneider, et al., Astrophys. J. Suppl. 264 (1), 1 (2023). DOI:10.3847/1538-4365/ac9afc
50. A. M. Tatarnikov, S. G. Zheltoukhov, N. Shatsky, et al., Astrophysical Bulletin, 78 (3), 384 (2023). DOI:10.1134/S1990341323600163
51. W. Wenzel, Commmunications of the Konkoly Observatory Hungary 65, 61 (1969).
52. E. Whelan and P. Garcia, Lecture Notes in Physics: Jets from Young Stars II, vol. 742, Ed. by F. Bacciotti, E. Whelan and L. Testi (Springer, Berlin Heidelberg, 2008), p. 123. DOI:10.1007/978-3-540-68032-1
53. R. J. White and L. A. Hillenbrand, Astrophys. J. 616, 998 (2004). DOI:10.1086/425115
54. B. A. Whitney and L. Hartmann, Astrophys. J. 402, 605 (1993). DOI:10.1086/172163
55. E. L. Wright, P. R. M. Eisenhardt, A. K. Mainzer, et al., Astron. J. 140, 1868 (2010). DOI:10.1088/0004-6256/140/6/1868
56. S. G. Zheltoukhov and A. M. Tatarnikov, Moscow University Physics Bulletin 77 (6), 886 (2022). DOI:10.3103/S0027134922060133
ZZ Tau IRS: a Low Mass UX Ori Type Star with Strong Wind
© 2024
M. A. Burlak1, A. V. Dodin1, A. V. Zharova1, S. G. Zeltoukhov1, N. P. Ikonnikova1, S. A. Lamzin1*, S. A. Potanin1, B. S. Safonov1, I. A. Strakhov1, and A. M. Tatarnikov1
1Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119234 Russia
*E-mail: lamzin@sai.msu.ru
*E-mail: lamzin@sai.msu.ru
The results of photometric, polarimetric, and spectroscopic observations of the young star ZZ Tau IRS in the visible and near-infrared bands are presented. Against the continuum of an M spectral type star about 50 emission lines of allowed (H I, He I, Na I, S II) and forbidden (O I, O II, O III, N I, N II, S II, Ca II, Fe II, Ni II) transitions were identified. It was found that from the autumn of 2020 to the beginning of 2023, the brightness of the star in the visible region decreased and then began to return to the initial level. As the visible brightness of the star declined, its color indices decreased in the visible region, but increased in the near-IR bands. At light minimum, the degree of polarization in the I band reached approx 13%, and the equivalent widths of, e.g., the Hα and [S II] λ 6731 lines increased to 376 Å and 79 Å, respectively. Arguments are given in favor of ZZ Tau IRS being a UX Ori type star, and its variability being due to eclipses by dust clouds, which are inhomogeneities in the dusty disk wind. Forbidden lines are formed both in the disk wind and in the jet, the axis of what is oriented along . The jet mass-loss rate exceeds , what is abnormally large for a star with a mass less than . Apparently, the disk wind of ZZ Tau IRS is not axially symmetric, probably due to the azimuthal asymmetry of the protoplanetary disk found earlier from ALMA observations.
Keywords:
ISM: jets and outflows — stars: variables: T Tauri, Herbig Ae/Be — stars: individual: ZZ Tau IRS
К содержанию номера