1. Введение

Изучение механизмов формирования и поддержания космических магнитных полей, а также их роли в эволюции звезд и галактик — одно из важнейших направлений в современной астрофизике.

Важность изучения магнитных полей звезд в астрофизике подчеркивается тем, что оборудованием для измерения полей постоянно оснащались вступающие в строй крупнейшие телескопы мира. Так было в 20 веке: в 50-е и 60-е годы  работы велись на 5-м телескопе Паломарской обсерватории, 3-м — Ликской и 2.5-м — Маунт Вилсон, в 70-е и 80-е годы магнитные наблюдения начались на 6-м телескопе САО АН СССР, на 3.6-м телескопах в Чили (ESO) и на Гавайских островах (CFHT). В 21 веке магнитные измерения включены в программы работы крупнейших 8-м телескопов ESO VLT .

Магнитное поле звезды было обнаружено Х. В. Бэбкоком в 1947 году на 2.5-м телескопе обсерватории Маунт-Вилсон с помощью специально разработанного им дифференциального анализатора круговой поляризации по проявлению эффекта Зеемана в спектре звезды 78 Девы. К середине шестидесятых (времени начала работы группы «Магнитные звезды» в нашей обсерватории) фотографический метод Бэбкока оставался единственным способом магнитных исследований звезд.

Кроме самого Бэбкока, работавшего в 1950-х г.г. на 5-м и 2.5-м телескопах, в начале 1960-х г.г. Джордж Престон и Сидни Вольф начали наблюдать с зеемановским анализатором на 3-м Ликском телескопе. В основном, усилиями этих трех исследователей было найдено около 100 звезд с сильным поверхностным магнитным полем и все они оказались химически пекулярными (или CP-звездами). В тот период времени приоритетом в программах исследования пользовались поиски новых магнитных звезд. Систематических исследований периодических явлений было проведено мало, поэтому приемлемых моделей этих загадочных объектов еще построено не было. Однако это не помешало Бэбкоку для описания наблюдаемых изменений продольной составляющей магнитного поля CP-звезд еще в конце 1940-х г.г. предложить модель строения магнитного поля, которая в 1950 г. получила дальнейшее развитие в работе Стиббса и известна сейчас как «модель наклонного ротатора».

В Советском Союзе спектроскопические исследования магнитных СР-звезд проводились в двух институтах Академии наук СССР: в Крымской астрофизической обсерватории Ниной Савельевной Полосухиной и в Астросовете (ныне ИНАСАН) Верой Львовной Хохловой и ее группой. Систематические спектрофотометрические наблюдения этого класса звезд в Алма-Атинской обсерватории выполнял Юрий Владимирович Глаголевский. Им были обнаружены подавления уровня непрерывного спектра (депрессии континуума), уменьшение бальмеровского скачка и несоответствие спектральной классификации температуре для этих объектов — характерные наблюдательные признаки множества магнитных CP-звезд.

При подготовке научного обоснования необходимости создания крупнейшего в мире 6-м телескопа, представленного астрономами СССР в 50-60-е годы прошлого века, среди небольшого набора ключевых проблем, которые предстояло на нем решать, значились и исследования звездного магнетизма.

3 июня 1966 года была создана Специальная астрофизическая обсерватория (САО) Академии наук СССР, сотрудникам которой предстояло принимать в эксплуатацию телескоп, разрабатывать новое навесное оборудование, в кооперации с другими организациями проводить научную работу.

Для практической реализации одного из важнейших направлений, заявленных в научном обосновании проекта БТА — исследований звездного магнетизма — основатель и первый директор Специальной астрофизической обсерватории Иван Михеевич Копылов пригласил на работу в САО из Алма-Атинской обсерватории кандидата физ.-мат. наук Юрия Владимировича Глаголевского. В 1968 г. была создана рабочая группа «Магнитные звезды», которую Ю. В. Глаголевский и возглавил. Первыми членами нового коллектива исследователей стали старшие научные сотрудники, кандидаты физ.-мат. наук Капитолина Ивановна Козлова и Раиса Николаевна Кумайгородская, а также младший научный сотрудник Наталья Михайловна Чунакова.

В дальнейшем, мы считаем необходимым представить здесь наиболее полную хронику жизни группы (впоследствии — лаборатории) за почти 50-летний период ее существования. Для удобства изложения материал сгруппирован по пятилетним периодам. Мы расскажем об основных работах, выполненных в каждом из периодов, покажем кадровые перемещения, представим информацию о защитах диссертаций, премиях и других достижениях сотрудников лаборатории.

Вернуться к оглавлению

На первом этапе существования группы задачи были сконцентрированы на двух направлениях: научном и методическом. Так как собственного телескопа со спектральной аппаратурой в обсервтории до 1973 г. не было, то приходилось искать возможности для наблюдений в других институтах. Научная работа была направлена на изучение химического состава и параметров атмосфер магнитных звезд, что требовало наличия спектров с высокой дисперсией. Такой материал можно было получить в Крымской обсерватории на 2.6-м телескопе ЗТШ и на 2-м телескопе обсерватории в Шемахе.

К этому времени А. Б. Северным, В. М. Кувшиновым и Н. С. Никулиным для измерения магнитных полей звезд на телескопе ЗТШ КрАО был построен первый в мире звездный магнитометр. В Канаде для аналогичной задачи Дж. Ландстрит построил свой фотоэлектрический бальмеровский магнитометр и начал регулярные измерения магнитных полей на разных обсерваториях северного и южного полушарий. К сожалению, наши сотрудники доступа к наблюдениям на этих приборах не имели.

В качестве основных результатов, полученных сотрудниками группы в этот этот период, следует упомянуть следующие: сотношение Т(возб)/Т(иониз) у звезд Ар и Am — нормальное, электронные плотности соответствуют положению звезд на главной последовательности. Такой вывод имел большое значение, так как позволил использовать, в первом приближении, теорию нормальных звездных атмосфер. Изучались изменения профилей линий водорода, причем было обнаружено изменение центральных частей и последней видимой линии водорода, что указывало на переменность физических условий в верхних слоях. Впоследствии, когда был исследован покровный эффект, этот вывод не подтвердился. Методом кривых роста изучалась микротурбулентность в атмосферах Ap- и Am-звезд. Было показано, что v_turb у Ap-звезд исключительно мала, у Am-звезд она больше, но все равно систематически меньше, чем у нормальных звезд. Большое внимание было уделено изучению главного параметра звезд — эффективных температур.

Обсуждались также вопросы, связанные со спектральной классификацией и шкалой эффективных температур. Обнаружились исключительно большие трудности с анализом наблюдений из-за химических аномалий и их неравномерного распределения по поверхности.

Сотрудники группы участвовали в составлении технического задания на изготовление навесного оборудования для строящегося 6-м телескопа (в частиности, Основного звездного спектрографа — ОЗСП), в его приемке и исследованиях.

Одной из основных задач группы стояло создание приборов для измерения магнитных полей звезд на 6-м телескопе. В указанный период начинались только подготовительные работы. В 1971 г. на работу в лабораторию астросветоприемников (ЛАСП) САО был принят выпускник и аспирант МФТИ Георгий Александрович Чунтонов. Перед ним была поставлена задача: разработать и внедрить в наблюдения на 6-м телескопе оборудование для измерения магнитных полей звезд.

В 1969-1972 г.г. в тесном сотрудничестве с группой работал м. н. с. В. В. Леушин, сначала аспирант, а затем  сотрудник группы И. М. Копылова. Подготовкой кадров для обсерватории занимались Ю. В. Глаголевский и К. И. Козлова. Некоторые их ученики впоследствии стали известными астрономами: например, Ю. В. Глаголевский руководил дипломной работой В. Л. Афанасьева (доктор физ.-мат. наук, профессор), читал лекции в Ростовском университете В. Г. Клочковой (доктор физ.-мат. наук, профессор), а К. И. Козлова вела практические занятия по спектроскопии.

Вернуться к оглавлению

В 1973 г. Ю. В. Глаголевский был назначен ученым секретарем САО АН СССР и исполнял эти обязанности 10 лет, продолжая оставаться руководителем группы исследований звездного магнетизма. В середине семидесятых группу ждало новое пополнение: в 1973 г. на должность младшего научного сотрудника был принят Виктор Сергеевич Лебедев, в 1975 г. на должность старшего лаборанта — Иосиф Иванович Романюк, а в 1977 г. — Виктор Дмитриевич Бычков.

В 1973 г. в обсерватории заработал первый телескоп — Цейсс-600, который вскоре был оборудован фотоэлектрическим фотометром. На нем Н. М. Чунакова наблюдала переменность магнитных звезд. Инженер лаборатории астросветоприемников (ЛАСП) Виктор Георгиевич Штоль в сотрудничестве с группой «Магнитные звезды» на базе спектрографа UAGS построил спектрофотометр для наблюдений переменности в ядрах водородных линий. Впоследствии В. Г. Штоль дополнил это устройство поляризационным блоком, построив тем самым водородный магнитометр. Таким образом был создан прибор, который в течение многих лет был одним из самых востребованных на БТА.

Но основной работой в середине семидесятых была подготовка к предстоящим наблюдениям на крупнейшем в мире телескопе, в частности, создание приборов для измерений магнитных полей звезд. С этой целью Ю. В. Глаголевским, Г. А. Чунтоновым и поступившим на работу в 1974 г. инженером И. Д. Найденовым по классической схеме Бэбкока были изготовлены анализаторы круговой поляризации для Основного звездного спектрографа с дополнительной слюдяной четвертьволновой фазовой пластинкой на выходе, что позволило устранить очень сильные поляризационные эффекты от дифракционной решетки.

В дальнейшем Г. А. Чунтонов и И. Д. Найденов разработали и изготовили ахроматический анализатор круговой поляризации, в качестве фазосдвигающих элементов в нем впервые были применены ромбы Френеля. Этот анализатор находится в рабочем состоянии до настоящего времени, уже около 40 лет.

На тот же период приходится разработка и изготовление фотоэлектрического звездного магнитометра с интерферометром Фабри-Перо для БТА. Идея прибора была высказана Ю. В. Глаголевским, В. С. Рыловым, Г. А. Чунтоновым и П. В. Щегловым. В изготовлении прибора активно участвовали сотрудники других подразделений САО, например В. П. Рядченко, А. Н. Борисенко, С. В. Драбек и др.

Первые плановые наблюдения были выполнены на БТА 2 января 1977 г. Ю. В. Глаголевским и И. И. Романюком с анализатором круговой поляризации по схеме Бэбкока со слюдяными фазосдвигающими пластинками. Эти наблюдения положили начало систематическим измерениям магнитных полей звезд на 1-й и 2-й камерах Основного звездного спектрографа 6-м телескопа, которые продолжаются уже около 40 лет. В качестве светоприемника тогда использовались фотографические пластинки. Ю. Ф. Антроповым была изготовлена специальная осциллоскопическая приставка, позволяющая с высокой точностью совмещать прямые и обратные изображения линии и, тем самым, находить ее положение с высокой точностью. В указанный период основную часть измерений зеемановских спектров выполнил И. И. Романюк.

Основные публикации этого периода посвящены разработке, изготовлению и испытанию приборов для измерений магнитных полей на БТА. Были проведены исследования различных ошибок, влияющих на точность измерений. Изготовлены калибровочные устройства, позволяющие исследовать степень поляризации и/или деполяризации света при прохождении разных оптических элементов и узлов системы телескоп-спектрограф. Было показано, что инструментальная поляризация в системе фокуса Нэсмита БТА очень мала (не более нескольких процентов) и имеет постоянную величину, так как имеется всего одно наклонное (под постоянным углом 45 град.) диагональное зеркало БТА на пути света в телескопе до анализатора поляризации. Это делает БТА чрезвычайно удобным телескопом для измерения магнитных полей. Было также показано, что во вторичном фокусе Нэсмит-2 в результате разных поляризационных эффектов величина магнитного поля уменьшается на 5% при любом положении телескопа. Поправки, таким образом, могут быть внесены в окончательный результат измерений математически. Эти работы выполнялись Ю. В. Глаголевским, Г. А. Чунтоновым, И. Д. Найденовым и И. И. Романюком.

Таким образом, можно сделать вывод, что к началу плановых наблюдений на 6-м телескопе в 1977 г. группа подошла подготовленной к решению задачи по измерению магнитных полей на нем.

В описанный период К. И. Козлова и Р. Н. Кумайгородская занимались обработкой наблюдательного материала, полученного в Крымской обсерватории. Была изучена переменность водородных линий звезды HD 184905. Сделан вывод, что переменность возникает из-за неравномерного распределения химических элементов и изменения структуры атмосферы вследствие этого. Ю. В. Глаголевский, К. И. Козлова, В. С. Лебедев и Н. С. Полосухина (КрАО) впервые выполнили работу по картированию поверхности звезды 21 Per. Оказалось, что Eu, Gd, Ti, Mn сконцентрированы в двух пятнах, а Fe, Ca, Si, Sr, Cr, Mg и др. — в четырех. Впоследствие стало ясно, что элементы сконцентрированы не в четырех пятнах, а в кольце между основными пятнами. Получены данные, подтверждающие предположение, что спектральные аномалии вызваны прежде всего химическими аномалиями, а не физическими условиями.

Вернуться к оглавлению

В 1979 году был сдан новый лабораторный корпус обсерватории, а сотрудники получили просторные кабинеты. Телескоп БТА устойчиво работал, на нем выполнялись программы, поддержанные комитетом по тематке (КТШТ).

В указанный период в группе произошли следующие кадровые изменения: в 1980 г. К. И. Козлова вышла на пенсию, Р. Н. Кумайгородская перешла в другое подразделением, а И. Д. Найденов был переведен из ЛАСП в Группу «Магнитные звезды». В 1979 г. И. И. Романюк был переведен на должность младшего научного сотрудника.

В конце семидесятых много времени было уделено доводке и испытаниям магнитометра с интерферометром Фабри-Перо. Были получены уникальные решения многих технических проблем, которые впоследствии широко использовались при разработке новых приборов 6-м телескопа. Первые наблюдения ярких звезд на этом приборе были выполнены в 1978 г. с рекордной точностью порядка 10 Гс. Создание магнитометра с интерферометром Фабри-Перо и результаты, полученные на нем в 1984 г., были защищены в кандидатской диссертации Г. А. Чунтонова.

В этот же период времени В. Г. Штоль переделал спектрофотометр в спектрополяриметр-водородный магнитометр. Испытания, показавшие хорошую чувствительность прибора, были проведены на телескопе Цейсс-600, а в 1980 г. водородный магнитометр был установлен в первичном фокусе БТА. Впоследствии он был усовершенствован. Впервые в СССР появилась возможность при изучении звездых магнитных полей измерять все 4 параметра Стокса. Водородный магнитометр в ходил в список штатных приборов БТА с 1982 по 1996 г. и был исключен из него лишь по причине отсутствия запасных частей и морального устаревания. Наблюдения с водородным магнитометром проводили В. Г. Штоль, И. И. Романюк и В. Д. Бычков.

Наблюдения с зеемановским анализатором выполнялись уже в регулярном режиме. Было получено несколько сотен фотографических зеемановских спектров.

Основные научные работы, выполненные в этот период

Для звезды HD 119213 Ю. В. Глаголевским, И. И. Романюком, К. И. Козловой, В. С. Лебедевым, В. Д. Бычковым, В. Г. Штолем и З. Микулашеком (Чехословакия) с фазой периода вращения были выполнены измерения магнитного поля: фотографически, по линям металлов и фотоэлектрически — по линям водорода. Обнаружено, что разные химические элементы образуют разные фазовые зависимости вследствие неравномерного распределения химических элементов по поверхности. Была выполнена оценка основных параметров звезды.

Романюк И. И. исследовал наличие радиального градиента магнитного поля у звезд β CrB и α² CVn. Наблюдения показали, что у последней поле увеличивается с глубиной с градиентом порядка 0.1-1 Гс/км. Такой градиент значительно превышает дипольный, что указывает на необходимость усовершенствования магнитной модели этой звезды. Для β CrB такой эффект незаметен.

В этот период сотрудниками группы (Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, Г. А. Чунтонов, В. Г. Штоль и др.) было доказано присутствие магнитного поля у ярчайшей пекулярной звезды ε UMa. Таким образом, гипотеза о том, что бывают Ар-звезды, не имеющие магнитного поля, лишилась весомого аргумента.

У звезды 33 Gem было измерено магнитное поле и найдено предварительное значение периода вращения. По результатам работы Н. М. Чунаковой, В. Д. Бычкова и Ю. В. Глаголевского были также определены основные параметры звезды.

С помощью наблюдений на спектрополяриметре 60-см телескопа было показано, что у ряда Ap-звезд отсутствует быстрая переменность в ядрах водородных линий. Таким образом, была подтверждена обнаруженная ранее стабильность верхних слоев атмосферы указанных объектов. Работа была выполнена Ю. В. Глаголевским, И. И. Романюком, В. Г. Штолем и В. Д. Бычковым.

В исследовании Ю. В. Глаголевского, К. И. Козловой, Р. Н. Кумайгородской, В. С. Лебедева, И. И. Романюка и Н. М. Чунаковой была детально изучена обладающая сильнейшим магнитным полем звезда Бэбкока HD 215441. Впервые по относительному распределению интенсивности зеемановских компонент удалось изучить конфигурацию ее магнитного поля. Также были уточнены основные физические параметры звезды.

В коллективной работе В. Л. Страйжиса, Ю. В. Глаголевского, И. И. Романюка и В. Д. Бычкова исследовалась сильно покрасневшая звезда HD 29547, погруженная в темное поглощающее облако, принадлежащее комплексу звездообразования. Это одна из СР-звезд на ранних стадиях эволюции, уже имеющая химические аномалии.

В рассматриваемый период времени начались первые наблюдения по программе поиска магнитных звезд среди объектов с большими Z-параметрами женевской фотометрической системы: было обнаружено 9 новых магнитных звезд. Результаты подтвердили существование связи между депрессиями в непрерывном спектре и величиной магнитного поля. Авторы исследования: Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, В. Д. Бычков, Н. М. Чунакова.

В 1980 г. группа организовала и провела международное совещание «Магнитные звезды» с участием астрономов из социалистических стран. Всего принимало участие около 50 человек из 6 стран, было прочитано более 60 докладов. Тезисы конференции на английском языке были изданы в журнале «Сообщения САО», выпуск 32.

Вернуться к оглавлению

В середине 1980-х г.г. в стране началась перестройка. На посту директора САО в 1985 г. И. М. Копылова сменил В. Л. Афанасьев.

В указанный период произошли следующие изменения в составе группы: в 1984 г. на должность старшего лаборанта был принят В. Г. Елькин, В. С. Лебедев перешел в другое подразделение, а в 1985 г. из САО ушла Н. М. Чунакова.

В 1986 году И. И. Романюк защитил кандидатскую диссертацию «Исследования проявлений тонкой структуры магнитного поля в спектрах химически пекулярных звезд» (руководитель Ю. В. Глаголевский). В том же году И. И. Романюк был переведен на должность научного сотрудника.

Группа продолжала активные наблюдения на БТА. По программе поисков новых магнпитных звезд были получены фотографические спектры около 100 объектов, среди которых впервые магнитные поля были измерены у 20 звезд. У ряда звезд, которые по всем признакам относятся к магнитным, поле не было измерено из-за большой ширины линий вследствие быстрого осевого вращения. В коллективной работе сотрудников группы (Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, В. Д. Бычков, Н. М. Чунакова) Было показано, что использование Z-параметра женевской фотометрической системы очень эффективно для поиска новых магнитных звезд, однако не следует заменять прямые измерения магнитных полей результатами косвенных определений, основанных на феноменологической зависимости.

Была предпринята попытка измерить с высокой точностью на магнитометре с интерферометром Фабри-Перо магнитное поле ярчайшей пекулярной ртутно-марганцевой звезды α And. В результате суммирования нескольких ночей наблюдений получен средний результат: B_e = 33 ± 19 Гс. Исследование выполнено Ю. В. Глаголевским, И. И. Романюком, В. Д. Бычковым, И. Д. Найденовым.

Методом решения обратной задачи был проведен анализ циркулярно-поляризованных профилей линий и построена модель магнитного поля звезды α² CVn. При моделировании учитывалось неоднородное распределение химических элементов по поверхности. Наилучшее приближение получилось в предположении дипольного поля с центром, совпадающим с центром звезды. Работа Ю. В. Глаголевского в сотрудничестве с В. Л. Хохловой и Н. Е. Пискуновым.

И. И. Романюк, используя ахроматический анализатор круговой поляризации в области бальмеровского скачка, провел исследования магнитного поля нескольких звезд. Для α² CVn найдено, что величина магнитного поля и амплитуда его изменений в области короче 3646 Å (длина волны бальмеровского скачка) на 30% меньше, чем в видимой области спектра. Этот факт был интерпретирован, как уменьшение магнитного поля с высотой (радиальный градиент поля). Тем самым была отмечена необходимость усовершенствования простой дипольной модели магнитного поля указанного объекта.

На водородном магнитометре фотографическим способом по линиям металлов были получены данные об изменении магнитного поля звезды HD 119213. Работа выполнялась сотрудникали группы (Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, В. Д. Бычков и В. Г. Штоль) совместно с чехословацким астрономом Зденеком Микулашеком. Был найден большой ангармонизм кривой продольного поля по измерениям линий металлов, в то время как кривая, полученная по линиям водорода, имела синусоидальный характер. Кривые поля, полученные по линиям хрома, титана и железа различаются между собой, что является доказательством неоднородного распределения металлов по поверхности этой звезды, причем ярко выраженного. Из наблюдений был определен период вращения звезды и построена ее модель.

Ю. В. Глаголевским обсуждалась проблема потери момента вращения СР-звезд. Для этого исследовалась зависимость среднего периода вращения от массы, т. е. от длительности эволюции. Было показано, что звезды с аномальными линиями гелия практически не отличаются от нормальных, но чем больше возраст звезды, тем медленнее она вращается. Это может указывать на то, что звезды действительно тормозятся. Отмечено было, что слишком большое количество медленных ротаторов нарушает максвелловское распределение. Наблюдательный факт того, что зависимость поверхностного поля от периода имеет максимум на значении P = 8 сут., объяснения не получил.

В указанный период времени Ю. В. Глаголевским на основе собственных измерений и литературных данных были возобновлены исследования причин уменьшения бальмеровского скачка в спектрах магнитных CP-звезд. Путем моделирования спектров в области ультрафиолета (совместно с Г. П. Топильской) было показано, что величина скачка искажается вследствие переизлучения энергии из ультрафиолета в видимую область, уменьшения роли водорода и увеличения молекулярного веса из-за аномального химического состава.

В продолжение предыдущих исследований эффективных температур, Ю. В. Глаголевским и Н. М. Чунаковой был составлен новый список из 330 звезд с оценками T_eff в системе Адельмана, которую тот получил с использованием моделей Куруца. В моделях учитывался покровной эффект и переизлучение энергии из УФ-области. Система температур оказалась более точной, чем в ранних работах.

По методу Стиббса-Престона для 40 звезд были определены основные параметры магнитного поля. Оказалось, что ориентации диполей у магнитных звезд по отношению к осям вращения произвольные. Исследовали: Ю. В. Глаголевский, В. Д. Бычков, И. И. Романюк и Н. М. Чунакова.

Влияние магнитного усиления линий на избыток химического состава изучал И. И. Романюк. Он обнаружил рост степени пекулярности с увеличением фактора Ланде, из чего был сделан вывод, что магнитным усилением линий можно объяснить зависимость интенсивности депрессии на 5200 Å от величины магнитного поля.

Сотрудниками группы (Ю. В. Глаголевский, И. И.Романюк) вместе с коллегами из ГДР (Г. Шольц и Э. Герт) предпринимались попытки поиска магнитного поля у сверхгигантов исходя из предположения, что в турбулентных атмосферах поле может генерироваться. Полученные результаты, в общем, неопределенные, хотя в отдельные моменты измерения приводили к значимой величине поля порядка 1 кГс.

Во второй половине 1980-х была проведена модернизация водородного магнитометра, позволяющая выполнять измерения 4-х параметров Стокса. С этой целью была собрана новая конструкция поляриметрической приставки и расширен набор движущихся щелей. Выполнялись также исследования инструментальной линейной поляризации в первичном фокусе БТА, которая оказалась постоянной в пределах нескольких сотых долей процента, и поэтому достаточно просто учитывалась в результатах наблюдений. (Работы В. Г. Штоля и И. И.Романюка).

В сентябре 1987 г. группа провела в САО АН СССР традиционную международную конферецию «Магнитные звезды». Было более 50 человек участников из 5 стран. Во время конференции было представлено более чем 50 устных и стендовых докладов. По итогам, в издательстве «Наука» (Ленинград, 1988) был издан англоязычный сборник трудов под названием «Magnetic Stars» (ответственные редакторы Ю. В. Глаголевский и И. М. Копылов).

Вернуться к оглавлению

На стык десятилетий пришлись драматические события, связанные с распадом Советского Союза. Финансирование академической науки в этот период значительно сократилось. 21 ноября 1991 г. была воссоздана Российская академия наук (РАН), как высшее научное учреждение России. Специальная астрофизическая обсерватория как и остальные институты АН СССР, перешла в ведение РАН.

В 1991 г. группа «Магнитные звезды» была преобразована в лабораторию исследований звездного магнетизма (ЛИЗМ). Заведующим лабораторией был назначен Ю. В. Глаголевский, который за два года до этого защитил докторскую диссертацию «Проблемы происхождения и эволюции магнитных полей химически пекулярных звезд». В состав сотрудников ЛИЗМ вошли доктор физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Наталья Федоровна Войханская и научный сотрудник Татьяна Аркадьевна Карташева с сохранением предыдущей тематики исследований. Произошли также и другие кадровые перестановки. На должность старшего лаборанта для выполнения исследований по тематике звездного магнетизма в 1988 г. была принята Флера Гатыповна Копылова. В 1989 году И. И. Романюк был переведен на должность старшего научного сотрудника, а В. Г. Елькин — младшего научного сотрудника. В 1991 г. В. Д. Бычков ушел в другое подразделение. Через год В. Д. Бычков защитил кандидатскую диссертацию «Проблемы ориентации и структуры магнитных полей звезд» (руководитель — Ю. В. Глаголевский).

Отмеченный период времени знаменует собой конец «фотографической эры» на БТА. К концу восьмидесятых закупки импортных фотопластинок прекратились, поэтому наблюдения магнитных полей выполнялись на фотоэлектрических приборах, в основном — на водородном магнитометре в первичном фокусе БТА. Спектральные наблюдения на фотопластинках стали невозможными и, если-бы в ЛИЗМ не было магнитометров, измерения магнитных полей на БТА были бы прекращены. В время в обсерватории проводились эксперименты с различными многоканальными цифровыми светоприемниками (телевизионный сканер, диокон и др.), но в систематических наблюдениях магнитных звезд своего применения они так и не нашли. Возможности ученых в изучении звезд расширились с появлением первых персональных компьютеров.

Основные научные работы имели следующее содержание.

Новый список из более ста СР-звезд, для которых существовали данные об эффективной температуре, был составлен Ю. В. Глаголевским. По оценкам болометрических звездных величин была построена диаграмма Герцшпрунга-Рессела. Выяснилось, что СР-звезды равномерно распределены внутри полосы Главной последовательности и по этому показателю не отличаются от нормальных, немагнитных, звезд. Нижний край полосы СР-звезд также совпадает с таковым для нормальных звезд.

На основании анализа собственных измерений с магнитометром с интерферометром Фабри-Перо и данных из литературных источников, коллективом исследователей (Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, И. Д. Найденов, В. Д. Бычков) был получено заключение об отсутствии магнитного поля у нормальных звезд с верхним пределом, не превышающим 10 Гс.

Сотрудниками лаборатории (Ю. В. Глаголевский, В. Д. Бычков, В. Г. Елькин, Ф. Г. Копылова, И. Д. Найденов, И. И. Романюк, Н. М. Чунакова) был представлен второй список звезд с измереннными на БТА магнитными полями. На более обширном материале не было найдено зависимости величины продольного магнитного поля B_e от эффективной температуры. Это важный результат для теории происхождения и эволюции СР-звезд. Оказалось также, что B_e по линиям металлов в среднем на 200 Гс больше, чем по водороду, что объясняется влиянием концентрации металлов вокруг магнитных полюсов.

На водородном магнитометре выполнялись наблюдения нескольких звезд типа λ Boo с целью поиска у них магнитных полей. Поле не было зарегистрировано ни у одного из наблюдавшихся объектов. Впоследствии наш результат (звезды типа λ Boo — немагнитные) был подтвержден в более широком зарубежном обзоре, выполненном Джоном Ландстритом и его командой. В САО исследования выполнялись Ю. В. Глаголевским, И. И. Романюком, В. Г. Штолем, В. Д. Бычковым совместно с болгарским астрономом Илианом Илиевым.

Начаты исследования уникальной звезды HD 37776, обладающей полем сложной конфигурации. Мы впервые получили на фотопластинках спектры с зеемановским анализатором и обнаружили расщепленные зеемановские компоненты, указывающие на существование сверхсильного магнитного поля величиной 70-80 кГс, квадрупольный компонент которого сильнее дипольного. Были измерены 4 параметра Стокса. В континууме найдена сильная линейная поляризация и эмиссия в линии H_α — характерные признаки того, что звезда окружена оболочкой. Авторами исследования являются И. И. Романюк, Ф. Г. Копылова, В. Г. Штоль и В. Г. Елькин.

Совместно с Л. С. Любимковым из Крымской астрофизической обсерватории исследовалось соотношение между величиной магнитного поля и содержанием гелия у звезд типа He-r (с аномально усиленными линиями гелия). Была отмечена роль ветра, который приводит к гелиевым аномалиям. По мнению авторов исследования, в случае гелиевых звезд велико влияние изменения магнитного поля с возрастом. По-видимому, вблизи начальной главной последовательности (НГП, ZAMS) содержание гелия у звезд типа He-r и He-w — нормальное. Авторы исследования со стороны САО: Ю. В. Глаголевский, Ф. Г. Копылова, и Т. А. Карташева.

Ю. В. Глаголевским было обнаружено изменение параметра Z женевской фотометрической системы при эволюционном движении звезд поперек ГП. Полный магнитный поток при этом остается постоянным, но уменьшается поверхностное магнитное поле вследствие увеличения диаметра звезд. Поскольку параметр Z характеризует аномальность химического состава, был сделан вывод о том, что химический состав со временем изменяется и зависит от магнитного поля.

В указанный период времени в лаборатории были начаты работы по исследованию магнитных полей, круговой и линейной поляризации у звезд типа Ае/Ве Хербига. Для двух из них нашли переменность линейной поляризации в континууме с характерным временем порядка 1 недели, что может быть связано с вращением околозвездной оболочки. Магнитное поле не было найдено. Однако позже другие исследователи нашли очень слабый сигнал круговой поляризации у звезд Ae/Be Хербига, свидетельствующий о наличии поля, не превышающего 100 Гс. Среди звезд, прошедших стадию объектов Ae/Ве Хербига, были обнаружены СР-звезды с аномальными линиями гелия, что еще раз показывает, что отклонения химического состава фотосферных слоев проявляются на начальной Главной последовательности. Авторы исследования: Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, Г. А. Чунтонов, В. Г. Штоль и В. Г. Елькин.

На 6-м телескопе БТА с водородным магнитометром и зеемановским анализатором была предпринята попытка обнаружить магнитное поле у сверхгигантов. Эта проблема представляет большой интерес с точки зрения возможности генерации локальных магнитных полей в турбулентной атмосфере сверхгиганта. В некоторые моменты времени наблюдений регистрировалось поле порядка 1 кГс, однако полученные результаты ненадежны. Влияние на точность оказывают сложные профили линий. Авторы работы: Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, Г. Шольц и Э.Герт (оба — Германия).

В 1991 г. лаборатория организовала очередную — третью — международную конференцию «Магнитные звезды». В ее работе приняли участие около 40 человек из 8 стран мира. На конференции было представлено около 50 устных и стендовых докладов. Материалы конференции были опубликованы на английском языке в издательстве «Наука» (Санкт-Петербург) в виде сборника объемом 270 страниц под названием «Stellar magnetism» (ответственные редакторы: Ю. В. Глаголевский и И. И. Романюк. Сборник индексируется в базе NASA ADS.

Вернуться к оглавлению

В 1993 г. директором САО РАН был избран Ю. Ю. Балега. Работа лаборатории начала более активно поддерживаться администрацией обсерватории, появились гранты РФФИ и других фондов. В 1993 г. в лабораторию был переведен научный сотрудник Г. А. Чунтонов. В 1996 г. И. Д. Найденов перешел в другое подразделение САО. В 1997 г. в аспирантуру САО был принят Дмитрий Олегович Кудрявцев, руководитель — И. И. Романюк. С 1993 г. И. И. Романюк, кроме работы в лаборатории, начал исполнять обязанности ученого секретаря Комитета по тематике больших телескопов (КТБТ) РАН.

В первой половине 1990-х г.г. совершался постепенный переход от наблюдений с водородным магнитометром на наблюдения с ПЗС-матрицами. Первые работы с зеемановским анализатором и ПЗС-матрицей были выполнены в октябре 1994 г. на ОЗСП БТА. В 1994-1995 г.г. в наблюдениях использовалась «красная» матрица размером 530×580 элементов, в 1996-1997 г.г. — «синяя» матрица размером 1160×1040 элементов. Был создан Г.А. Чунтоновым и внедрен в наблюдения анализатор круговой поляризации на основе ромбов Муни. В сентябре 1996 г. в лаборатории появился студент-практикант Дмитрий Кудрявцев. С мая по ноябрь 1995 г. И. И. Романюк работал в качестве приглашенного сотрудника в университете Западного Онтарио (Канада).

Основные работы, выполненные в этот период

Ю. В. Глаголевским были исследованы зависимости разных характеристик СР-звезд от магнитного поля. Найдены слабые корреляции с большим разбросом точек. Причина разброса неясна.

На водородном магнитометре сотрудниками лаборатории (Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, В. Г. Елькин, В. Г. Штоль) получена фазовая кривая переменности продольного магнитного поля звезды 21 Per. Этот объект служил образцом немагнитной Ар-звезды с сильными неоднородностями в распределении химических элементов по поверхности. Наши детальные исследования показали, что поле величиной в несколько сотен гаусс на ее поверхности существует, а продольный компонент меняется с периодом вращения звезды. Таким образом, авторы исследования показали, что при детальном изучении многие, если не все, Ар-звезды могут оказаться магнитными.

В 1994-1997 г.г. на ОЗСП с ПЗС-матрицей было получено более 50 зеемановских спектров уникальной магнитной звезды HD 37776 с сильным полем недипольной конфигурации. Изучено поведение профилей поляризации с фазой периода вращения звезды. Анализ тонкой структуры поляризованных профилей линий подтвердил наличие сверхсильного (более 70 кГс) магнитного поля на поверхности звезды. Работа выполнялась сотрудниками лаборатории И. И. Романюком и В. Г. Елькиным совместно с канадскими астрономами Дж. Ландстритом и Г. Вэйдом. Методом подбора параметров была построена модель магнитного поля звезды.

В кооперации с обсерваториями США, Канады и Чили были выполнены исследования трех магнитных звезд: HD 192678, HD 184927 и HD 200311. Результаты были опубликованы в ведущих астрономических журналах мира: «Astronomy and Astrophysics» и «Monthly Notices of Royal Astronomical Society». Для всех звезд были построены модели магнитного поля в виде комбинации диполя, квадруполя и октуполя. Из анализа магнитных измерений следует, что для каждой из звезд преимущественный вклад в общее поле звезды вносит дипольная компонента. Было продемонстрировано, что система магнитных измерений САО полностью совпадает с международной, не наблюдается никаких систематических различий между данными различных обсерваторий. Это позволило обобщить все результаты индивидуальных измерений в единой системе. В работе использовались данные широкополосной линейной поляриметрии, полученные Леруа (1995). Для звезды HD 192678 в районе магнитного экватора найдена область с открытым магнитным полем. У звезды HD 184927 структура поля близка к дипольной, однако в области магнитных полюсов величина квадрупольной компоненты сравнима с дипольной. Магнитное поле HD 200311 моделируется нецентральным диполем. От САО в исследованиях принимали участие И. И. Романюк и В. Г. Елькин.

Ю. В. Глаголевским совместно с немецкими учеными Э. Гертом и Г. Шольцем был разработан метод «магнитных диполей», позволяющий моделировать магнитное поле звезды путем распределения диполей внутри звезды. Методика позволяет вычислять поля на поверхности звезды и, тем самым, выполнять сравнение с наблюдаемыми характеристиками.

В работе Ю. В. Глаголевского и Г. А. Чунтонова на предмет наличия магнитного поля исследовалась выборка молодых звезд типа пост-Ае/Ве Хербига со слабыми оболочками. Среди них оказалось несколько He-w и He-r звезд, но ни одной более позднего типа. Сделан вывод, что они еще не дошли до ГП. Попытка найти магнитное поле у медленно вращающихся звезд Ае/Ве Хербига привела к отрицательному результату: сильных полей, типичных для СР-звезд, у них не обнаружилось. Впоследствии другие авторы нашли поле у объектов этого типа, но оно, как правило, было менее 100 Гс.

Совместно с М. Зборилом (Словакия) и П. Нортом (Швейцария) Ю. В. Глаголевским было исследовано изменение содержания химических элементов с возрастом для горячих магнитных звезд. Обнаружено увеличиение содержания гелия с возрастом, содержание остальных элементов не меняется.

В рассматриваемый период лаборатория получила грант РФФИ №97-02-16247-а на проведение работ по теме «Исследование механизмов генерации магнитных полей звезд верхней части Главной последовательности» (рук. Ю. В. Глаголевский). Отдельным грантом РФФИ в 1997 г. было поддержано участие И. И. Романюка в конференции по магнитным звездам в Вене (Австрия).

В мае 1996 г. лаборатория провела очередную — четвертую — международную конференцию по теме «Магнитные звезды». В ней впервые приняли участие астрономы западных стран — это была первая магнитная конференция после распада СССР. В работе приняло участие 40 человек из 7 стран мира, участниками было представлено 45 устных и стендовых докладов. Материалы конференции опубликованы на английском языке в сборнике «Stellar Magnetic Fields» объемом 270 стр. Ответственные редакторы издания: Ю. В. Глаголевский и И. И. Романюк.

Вернуться к оглавлению

В составе лаборатории произошли следующие изменения: после окончания аспирантуры в 2002 г. Д. О. Кудрявцев был принят на должность младшего научного сотрудника. В 2002 г. В. Г. Елькин уволился из САО и переехал на постоянное место жительства в Великобританию.

В 1999 г. В. Г. Елькин защитил кандидатскую диссертацию «Исследование магнитных полей некоторых типов звезд с химическими аномалиями» (рук.: Ю. В. Глаголевский), а в 2000 г. он был переведен на должность научного сотрудника.

В 2002 г. Д. О. Кудрявцев защитил кандидатскую диссертацию «Поиск и исследование магнитных полей различной конфигурации у химически пекулярных звезд» (рук.: И. И. Романюк).

В указанный период начались наблюдения с зеемановским анализатором на новом эшелле-спектрометре НЭС, разработанном и изготовленном под руководством д.ф.-м.н. В. Е. Панчука из лаборатории астроспектроскопии САО. Спектральное разрешение данных с этого прибора (R > 40000) достаточное для решения задач доплер-зеемановского картирования поверхности звезд. Среди таких программ, выполнявшихся на БТА, в первую очередь надо отметить длительную программу «Магнитное картирование СР-звезд» (заявитель — Н. Е. Пискунов, университет Уппасалы, Швеция), наблюдения по которой на БТА проводили сотрудники лаборатории. Одновременно продолжались наблюдения на ОЗСП, для которого Г. А. Чунтоновым был изготовлен новый анализатор поляризации с поворачивающейся четвертьволновой пластинкой и резателем изображения, дающий существенный выигрыш в точности измерений поля и проницаемости.

Основные программы наблюдений, выполнявшиеся на ОЗСП в рассматриваемый период, следующие: 1) «Cпектры и магнитометрия звезд Ае/Ве Хербига» (Глаголевский); 2) «Вертикальный градиент поля» (Романюк); «Геометрия магнитных полей СР-звезд» (Вэйд); 3) «Магнетизм субкарликов и звезд горизонтальной ветви» (Елькин); 4) «Химический состав СР-звезд» (Глаголевский); 5) «Магнитное картирование СР-звезд» (Пискунов); 6) «Звезды типа UX Ori» (Гринин); 7) «Поиск новых магнитных звезд» (Кудрявцев).

В 1999 г. водородный магнитометр был исключен из списка штатных приборов БТА в связи с уходом В. Г. Штоля на пенсию, изношенностью прибора и отсутствием запасных частей к нему. Поэтому с 2000 г. магнитные измерения выполняются исключительно по спектрам, полученным на матрицы ПЗС.

Основная научная работа выполнялась по следующим направлениям.

В кооперации с Г. Матисом из Европейской южной обсерваторией (ESO) на ОЗСП выполнены исследования ряда магнитных звезд (HD 12288, HD 14437 и др.) с узкими линиям, в спектрах которых на телескопах ESO наблюдались расщепленные позволяет построить надежную магнитную модель звезды. Оказалось, что магнитное поле HD 12288 можно описать моделью центального диполя, в то время, как у HD 14437 диполь является нецентральным: он смещен на большую величину (0.23 радиуса звезды). Еще раз было продемонcтрировано, что система магнитных измерений САО совпадает с международной. Сотрудники лаборатории, принмавшие участие в исследованиях: И. И. Романюк, В. Г. Елькин и Д. О. Кудрявцев.

Была возобновлена программа по поиску новых магнитных звезд. По сравнению с восьмидесятыми годами прошлого века, в связи с ичерпанием объектов с большими Z-параметрами женевской фотометрической системы, в поисках применен новый подход. Были определены эффективные критерии, позволяющие находить магнитные звезды, так как на обычных спектрах проявления магнитного поля не видны. Новизна заключается в предварительном отборе кандидатов в магнитные звезды по результатам спектральных наблюдений на 1-м телескопе САО в области депрессии на длине волны 5200 Å. Обнаружено, что звезды, имеющие характерные особенности на профиле депрессии, с высокой вероятностью являются магнитными. Далее, объекты, аномалии в депрессиях которых превышают определенную величину, наблюдаются с зеемановским анализатором на БТА. В указанный период таким образом было обнаружено около 20 новых магнитных звезд. В программе поиска новых магнитных звезд принмали участие: И. И. Романюк, В. Г. Елькин и Д. О. Кудрявцев.

Основываясь на собственных результатах измерения магнитных полей звезд и на данных других исседователей, И. И. Романюком был сформирован каталог магнитных СР-звезд, содержащий сведения о магнитных полях и других параметрах 212 таких объектов. Каталог непрерывно пополняется и в настоящее время. Анализ источников данных каталога показал, что с помощью телескопа БТА было обнаружено до 40% всех новых магнитных звезд и получено более 30% всех магнитных кривых. Актульная версия каталога до настоящего времени служит базой для выполнения различных статистических исследований.

И. И. Романюком и Д. О. Кудрявцевым на эшелле-спектрометре НЭС с зеемановским анализатором поляризации был получен наблюдательный материал в области бальмеровского скачка. Рабочий диапазон спектрометра выбирался таким образом, что за одно наблюдение можно измерить магнитное поле на разных уровнях по высоте в атмосфере звезды: бальмеровский скачок (длина волны 3646 Å) размешался в центре спектра, линии в области до скачка образуются в верхних слоях атмосферы, а длинее — в более глубоких. Для звезды α² CVn подтверждается прежний результат: продольное магнитное поле усиливается с глубиной с градиентом, превышающим дипольный.

Химический состав звезд со слабым магнитным полем изучался Ю. В. Глаголевским и Г. А. Чунтоновым. Для нескольких звезд оказалось, что степень аномальности химического состава такая же, как и звезд с сильным полем.

В сотрудничестве с Э. Гертом Ю. В. Глаголевский получил интересный результат моделированием магнитного поля звезды β CrB. Для работы ученые использовали авторский метод «магнитных зарядов»: фазовая кривая воспроизводится, только если предположить наличие двух диполей внутри звезды. Для звезды α² CVn лучше подходит модель со смещенным положением диполей, для ε UMa — модель с центральным расположением, у HD 147010 диполь смещен на 0.45 радиуса от центра звезды. Особенно сложная конфигурация поля требуется для звезды HD 37776: наблюдательные данные могут быть описаны тремя смещенными от центра диполями, которые приблизительно параллельны оси вращения. Среднее смещение «зарядов» от центра составляет около 0.18 радиусов. Еще одна звезда — HD 126515 — имеет значительную ангармоничность фазовых кривых. К наилучшим результатам приводит моделирование при помощи сильно смещенного диполя, однако смещение очень сильное: 0.49 радиуса в сторону отрицательного магнитного полюса. Аналогичным образом на 0.3 радиуса смещен диполь у звезды CU Vir.

В. Г. Елькин на предмет наличия магнитного поля исследовал звезды, находящиеся на поздних стадиях эволюции. На стадии сверхгигантов звездные атмосферы должны испытывать полное перемешивание и, как следствие, магнитное поле должно исчезнуть. На асимптотической ветви гигантов структура звезд испытывает внутреннюю перестройку. В своей работе В. Г. Елькин решил обратить внимание на звезды, находящиеся на промежуточной стадии эволюции: между Главной последовательностью и областью белых карликов на диаграмме Герцшпрунга-Рессела. Отобранные для изучения звезды спектральных классов А и В горизонтальной ветви и субкарлики так же, как и СР-звезды, медленно вращаются и имеют химические аномалии. Из восьми звезд выборки две показали наличие магнитного поля.

В сентябре 1999 г. лаборатория провела 5 международную конференцию по теме «Магнитные звезды». В работе приняло участие 40 астрономов из 8 стран мира, было представлено 55 докладов. Материалы конференции опубликованы на английском языке в сборнике «Magnetic Fields of Chemically Peculiar and Related Stars» (Москва, 2000) объемом 274 с. Ответственные редакторы издания: Ю. В. Глаголевский и И. И. Романюк.

Работа лаборатории в указанный период была поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ 01-02-16113_а). Руководителем проекта «Исследование структуры магнитных полей Ap- и Bp-звезд и их роли в образовании химических аномалий» руководил И. И. Романюк. Отдельными грантами РФФИ были поддержаны поездки И. И. Романюка в 2001 г. в Сантьяго (Чили) для участия в международном совещании «Magnetic Fields Across the Hertzsprung-Russell Diagram» и в 2002 г. в Уппсалу (Швеция), где проходил симпозиум МАС «Modelling of Stellar Atmospheres».

Вернуться к оглавлению

В 2003 г. в связи со структурными преобразования в САО РАН, лаборатория была преобразована в группу в составе Лаборатории физики звезд. Руководство группой было возложено на старшего научного сотрудника И. И. Романюка. Ю. В. Глаголевский был переведен на должность главного научного сотрудника. В группу были приняты на должности старших научных сотрудников кандидаты физ.-мат. наук Татьяна Александровна Сомова и Николай Николаевич Сомов, которые пришли со своей тематикой: магнитные катаклизмические переменные. Позже, в 2006 г., в связи с выходом на пенсию оба ушли из САО и перехали на постоянное место жительства в США. В 2003 г. на пенсию вышли Н. Ф. Войханская и Т. А. Карташева. В 2004 г. Д. О. Кудрявцев переведен на должность научного сотрудника, а в 2005 г. И. И. Романюк — на должность ведущего научного сотрудника. В 2007 г. Д. О. Кудрявцев был переведен на должность старшего научного сотрудника. В 2004 г. в аспирантуру САО РАН был зачислен Евгений Алексеевич Семенко (руководитель: И. И. Романюк).

В 2004 году И. И. Романюк защитил докторскую диссертацию на тему «Магнитные поля химически пекулярных звезд Главной последовательности».

В 2003 г. за цикл работ по поиску новых магнитных звезд И. И. Романюк, В. Г. Елькин и Д. О. Кудрявцев удостоились премии им. И.М. Копылова.

Основные направления и результаты научной работы

В указанный период продолжались интенсивные поиски новых магнитных звезд. Сотрудниками группы было обнаружено около 80 новых представителей класса, что больше, чем на всех обсерваториях мира вместе взятых за тот же период. У некоторых звезд (HD 45583, HD 178892, HD 293764, HD 343872, HD 349321) продольный компонент поля превышает 4 кГс, а модуль поля на поверхности превышает 10 кГс. Звезды с наиболее необычными свойствами впоследствии изучались подробно. Поиски новых звезд выполняли И. И. Романюк и Д. О. Кудрявцев в сотрудничестве с В. Г. Елькиным (университет г. Престон, Великобритания) и Э. Паунзеном (Венская обсерватория, Австрия).

И. И. Романюк и Д. О. Кудрявцев продолжили работу по поиску и исследованию вертикального (радиального) градиента магнитного поля в атмосферах СР-звезд. В 2004 г. на эшелле-спектрометре НЭС БТА были выполнены наблюдения β CrB, 52 Her, 53 Cam и некоторых других CP-звезд. Спектральная область 3400-4100 Å (одновременно по линиям до и после бальмеровского скачка), в которой с зеемановским анализатором наблюдались звезды, в силу технических причин не могла в то время использоваться при измерениях магнитных полей на других телескопах. Проанализировав все имеющиеся и новые данные, мы показали, что продольное магнитное поле звезды α² CVn увеличивается в глубину примерно на 30% на масштабе порядка толщины атмосферы.

Изучение И. И. Романюком параметров магнитного поля СР-звезд в зависимости от скорости вращения показало, что среди звезд с известными периодами медленные ротаторы не обладают сильными полями, а сложная структура наблюдается преимущественно у быстрых ротаторов. Наибольшей величины эффективное магнитное поле достигает у СР-звезд с периодами вращения от 5 до 10 суток. Внутри достаточно узких температурных интервалов фотометрические индексы, описывающие степень аномальности распределения энергии в континууме, растут с увеличением периода в каждом из них. Фотометрический индекс Δа, связанный с глубиной депрессии континуума на 5200 Å, увеличивается с ростом периода вращения (в интервале температур 8 000-11 000 К). Таким образом, степень аномальности континуума больше для медленных ротаторов. В частности, в ходе выполнения этой программы впервые было получено более 50 зеемановских спектров уникальной звезды HD 37776 с ПЗС-матрицей. Анализ спектров позволил прямо установить наличие сверхсильного (~70 кГс) магнитного поля на поверхности этой звезды.

В спектре звезды HD 178892, магнитное поле которой впервые было найдено в результате наблюдений с зеемановским анализатором на Основном звездном спектрографе БТА, были обнаружены расщепленные поляризованные зеемановские компоненты некоторых линий. Позже результат был подтвержден по спектрам высокого разрешения, полученным на эшелле-спектрометре НЭС телескопа БТА и спектрографа HARPS 3.6-м телескопа Европейской южной обсерватории. Величина расщепления соответствовала исключительно большому поверхностному магнитному полю B_s = 17.5 кГс. С привлечением фотометрических данных (All Sky Automated Survey — ASAS) удалось уточнить период вращения звезды: P = 8.2478 сут. Фазы магнитного и фотометрического максимумов совпадают друг с другом. В ходе исследования была определена эффективная температура звезды (T_эфф = 7 700 ± 500 K) и проведен предварительный анализ химического состава, который, как выяснилось, характерен для roAp-звезд. По величине поверхностного поля звезда HD 178892 оказалась рекордсменом среди холодных CP-звезд. В этой работе, кроме сотрудников обсерватории Д. О. Кудрявцева, И. И. Романюка и Е. А. Семенко, принимали участие следующие ученые: Т. А. Рябчикова и М. Е. Сачков из Института астрономии РАН (Москва), О. Кочухов из университета Уппсалы (Швеция), С. Баньюло и Г. Ло Курто из Европейской южной обсерватории, а также П. Норт из Политехнического института Лозанны (Швейцария).

На спектрографе НЭС 6-м телескопа САО РАН с высоким спектральным разрешением Д. О. Кудрявцевым были проведены наблюдения резонансной линии Hg II 3984 Å в спектрах быстровращающихся HgMn-звезд с атмосферными параметрами, похожими на параметры атмосферы α And. Дальнейший анализ выполнялся О. Кочуховым и Н. Пискуновым из университа Уппсалы (Швеция) при участии М. Е. Сачкова из Института астрономии РАН (Москва). Для обнаружения возможных горизонтальных неоднородностей был использован метод моделирования синтетического спектра и преимущества доплеровского разрешения поверхности. Явное присутствие пятен по профилям линии ртути было обнаружено у звезд HR 1185 и HR 8723. Два спектра последней звезды, разделенные по времени наблюдения на 2 суток, показывают наличие переменности профиля линии. Авторами исследования сделан вывод о том, что неравномерное распределение ртути является распространенным явлением для быстровращающихся HgMn-звезд в интервале температур 13 000-13 800 K независимо от стадии эволюции звезды. Этот результат устанавливает факт существования нового класса спектрально-переменных пятнистых B-звезд. Предполагается, что наблюдаемые неоднородности ртути являются следствием динамических нестабильностей в процессах химической диффузии и не связаны с магнитными явлениями.

И. И. Романюком была начата работа по написанию серии обзоров, посвященных магнитным СР-звездам Главной последовательности. В 2005 г. вышла из печати первая работа указанной серии «Методы диагностики магнитных полей», в которой рассмотрены история исследований звездного магнетизма, приведены различные методы определения магнитных полей и проведено их взаимное сравнение, продемонстрированы преимущества и недостатки каждого из них. В обзоре показано, что разработанные и развитые в нашей обсерватории подходы и методы наблюдений и анализа магнитных полей звезд полностью соответствуют международным стандартам, получаемые результаты стабильны и устойчивы на протяжении четверти века наблюдений на БТА. В 2006 г. была принята в печать вторая работа «Физические параметры и химический состав атмосфер СР-звезд». В ней представлены сведения об основных физических параметрах звезд (температруры, массы, светимость, переменность и двойственность, частота встречаемости, принадлежность к скоплениям и др.), перечислены методы анализа химического состава и моделирования атмосфер СР-звезд.

По спектрам, полученным на ОЗСП телескопа БТА с разрешением R около 15 000 и отношением сигнал/шум 100-200, определены лучевые скорости и скорости вращения 32 новых магнитных СР-звезд. Измерения звезд-стандартов указывают на отсутствие систематических различий в лучевых скоростях между нашими и литературными данными. Нами было найдено или подтверждено, что 8 из 32 магнитных звезд являются двойными, еще 4 заподозрены в двойственности. Для 27 звезд с известными параллаксами определены также компоненты пространственной скорости. Для всех объектов оценены проекции скорости вращения на луч зрения (v_esin i). Они находятся в пределах от 18 км/с (нижняя граница определяется инструментальным профилем спектрографа) до 65 км/с. Авторы исследования: Д. О. Кудрявцев, И. И. Романюк и Е. А. Семенко совместно с Г. А. Соловьевым (Ставропольский университет).

В описываемый период времени продолжалась работа Ю.В. Глаголевского и Г.А. Чунтонова по изучению звезд со слабыми магнитными полями. Предварительно был сделан вывод, что величина поля не является определяющей в механизме образования химических аномалий, хотя, очевидно, что оно влияет на неравномерность их распределения по поверхности. Разброс значений содержания химических элементов зависит от ориентации звезды по отношению к наблюдателю, от силы звездного ветра, от величины микротурбуленции и от реального содержания, которое различно у разных звезд. Самые сильные аномалии образуются в области магнитных полюсов, где сложились наиболее благоприятные условия для диффузии атомов вследствие вертикального направления магнитных силовых линий. Известно также, что содержание гелия и некоторых других химических элементов меняется по мере эволюционного увеличения радиуса. Очевидно, что условия, при которых гелий тонет наиболее эффективно, улучшаются в сторону низких температур, так как ветер, выдувающий гелий наружу, ослабляется.

Изучению пространственного распределения магнитных СР-звезд в нашей Галактике, их кинематики и некоторых физических параметров в зависимости от положения в Местной системе была посвящена работа И. И. Романюка и Е. А. Семенко. Мы показали, что пространственное распределение этих объектов неоднородно: концентрация СР-звезд возрастает к плоскости Галактики и к центру Местной системы. Звезды с аномалиями гелия и кремния имеют большую концентрация к плоскости Галактики, чем SrCrEu-звезды. Лучевые скорости и собственные движения СР-звезд аналогичны эти параметрам ближайших к ним нормальных звезд тех же спектральных классов. В рассеянных скоплениях СР-звезды не образуют сколько-нибудь выраженных группировок — они распределены по всему объему скопления. Углы наклона осей вращения к лучу зрения распределены равновероятно, хотя для пространственно близких (расстояния между которыми 10-20 пс) объектов не исключено проявления признаков преимущественной пространственной ориентации.

Ю. В. Глаголевский проанализировал все доступные наблюдения на предмет поиска магнитного торможения звезд. Получены следующие аргументы против торможения: 1) у звезд Ае/Ве Хербига нет сильных магнитных полей; 2) зависимость «период вращения-величина поля» обратная ожидаемой; 3) распределение углов β между осью вращения и осью диполя равновероятно при всех величинах полей. Количество медленных ротаторов превышает то, которое должно было быть при максвелловском распределении скоростей. Автор считает, что именно скорость вращения определеяет — быть ли звезде магнитной или нет.

Т. А. Сомова и Н. Н. Сомов выполнили анализ результатов оптической динамической спектроскопии поляра HU Aqr, полученной с помощью телевизионного сканера телескопа БТА в июле 1994 г. Результаты продемонстрировали хорошее согласие с основными параметрами поляра. В частности, наблюдения на БТА можно рассматривать, как наиболее прямой аргумент в пользу аккреционного сценария, представленного в работе Liebert & Stockman (1985).

В августе 2006 г. группа организовала в САО РАН очередное — 6-е — международное совещание «Магнитные звезды» . Председателем оргкомитета был И. И. Романюк, все сотрудники группы вошли в оргкомитет. В совещании приняли участие более 40 человек из многих стран мира (Канады, Австрии, Чехии, Швеции, Германии, Южной Кореи, Украины) и разных научных учреждений России. Всего было представлено более 50 устных и стендовых докладов. По материалам конференции в САО РАН был подготовлен и издан (2007) сборник трудов под названием «Физика магнитных звезд» (на английском языке, объем 368 с., ответственные редакторы: Д.О. Кудрявцев и И.И. Романюк). В сборник вошло более 40 статей.

В описываемый период работа группы поддерживалась за счет базового бюджетного финансирования, программы ПРАН «Эволюция звезд и галактик», программы «Интеграция», гранта Российского фонда фундаментальных исследований «Поиск новых магнитных СP-звезд и изучение связи между полями отдельных объектов и структурой локального магнитного поля Галактики» (РФФИ 06-02-16110_а, (рук. И. И. Романюк), гранта РФФИ 06-02-26128_г (выделен для проведения международной конференции «Магнитные звезды», рук. И.И. Романюк), гранта Президента РФ для поддержки молодых ученых (МК-1424.2005.2, рук. Д. О. Кудрявцев), гранта Фонда содействия отечественной науке (программа «Молодые кандидаты наук», рук. Д. О. Кудрявцев).

Вернуться к оглавлению

В 2011 г. группа была вновь преобразована в лабораторию. Заведующим лабораторией Ученым советом САО РАН был избран д.ф.-м.н. И. И. Романюк.

В 2008 г. Е. А. Семенко переведен на должность младшего научного сотрудника. В 2009 г. в аспирантуру САО РАН поступил выпускник Казанского университета Илья Андреевич Якунин (руководитель И. И. Романюк). В 2009 г. Е. А. Семенко защитил кандидатскую диссертацию на тему «Исследование физических параметров и кинематики выборки новых магнитных химически пекулярных звезд» в диссертационном совете при САО РАН. В 2010 г. Е. А. Семенко переведен на должность научного сотрудника.

В 2012 г. состав лаборатории был существенно расширен: в нее были переведены с.н.с. к.ф.-м.н. Геннадий Геннадиевич Валявин, м.н.с. к.ф.-м.н. Татьяна Евгеньевна Бурлакова и инженер Аркадий Норайрович Саркисян. Была расширена и научная тематика лаборатории: в нее добавились исследования магнитных белых карликов.

Основные направления работы и результаты, полученные за этот период

Поиск новых магнитных звезд — одно из наиболее продуктивных направлений работ лаборатории в этот период. Мы начали наблюдения в новой спектральной области, содержащей линию H_β, с целью выполнить измерения магнитных полей по линиям водорода. Инструментальные возможности оснащения телескопа БТА позволяют выполнять измерения как V-параметра Стокса в крыльях линии водорода по аналогии с наблюдениями на водородных магнитометрах, так и измерения зеемановского сдвига, аналогично тому, как мы делали ранее. Наблюдения 30 звезд обнаружили в 26 случаях существенную разницу в величине продольного магнитного поля: значения B_e по линии водорода H_β получались систематически меньше того, что давали измерения линий металлов. Обнаруженный эффект трудно объяснить. Один из вариантов объяснения трактует обнаруженные различия как проявление радиального градиента магнитного поля в атмосфере магнитных звезд.

В связи с исчерпанием прежних списков кандидатов в магнитные звезды, отобранных среди звезд с большими депрессиями, нами были выделены 330 звезд-кандидатов, в основном из каталога химически пекулярных звезд Ренсона и Манфруа (2009). На БТА с Основным звездным спектрографом были начаты наблюдения звезд из нового списка кандидатов. В работе участвовали Д. О. Кудрявцев, Е. А. Семенко и И. И. Романюк.

Этим же коллективом исследователей, на основании результатов собственных наблюдений, был проведен количественный сравнительный анализ магнитных полей и параметров вращения выборки химически пекулярных звезд с сильными и слабыми аномалиями в распределении энергии в спектре. Такого рода отклонения, в частности, отвечают за существование депрессии в континууме на длине волны 5200 Å. Все магнитные СР-звезды в интервале температур 8000-14000 К показывают депрессию в спектре. В качестве критерия того, что считать слабой или сильной депрессией, мы приняли значение 0.035 звездной величины. Выяснилось, что поле звезд с сильной депрессией на 5200 Å в среднем в 2 раза сильнее, чем у объектов со слабыми аномалиями в непрерывном спектре. Предположения о существовании такой зависимости высказывались неоднократно и ранее, но нами впервые достоверно это доказано статистическими исследованиями (различия составили более 4σ). Обнаружено также, что звезды с сильными аномалиями чаще встречаются среди медленных ротаторов: периоды их вращения имеют величину в среднем около 10 суток, что в три раза больше периодов звезд со слабыми депрессиями. Статистическая достоверность различий превышает 6σ. Таким образом, степень аномальности непрерывного спектра магнитных звезд уменьшается с ростом скорости их вращения.

Сотрудниками лаборатории И. И. Романюком и Д. О. Кудрявцевым к 2008 г. был составлен новый каталог магнитных СР-звезд, содержащий 326 объектов с достоверно обнаруженными магнитными полями и 29 — с большой степенью вероятности имеющих магнитное поле. Информация о магнетизме подавляющего числа звезд получена из анализа продольной компоненты поля В_е, поверхностное же магнитное поле B_s измерено лишь у 49 объектов. Анализ данных из каталога показывает, что количество магнитных СР-звезд убывает с увеличением поля по экспоненте. Звезды, у которых В_е превышает 5 кГс, встречаются редко: около 3% объектов из списка. Можно оценить, что по крайней мере у 90% магнитных звезд величина поля на поверхности B_s не превышает 10 кГс. Видимо, на уровне нескольких десятков килогауссов и проходит граница, за пределами которой более сильные крупномасштабные поля в атмосферах звезд главной последовательности существовать не могут.

В результате длительных фотометрических, спектральных и магнитных наблюдений, выполненных на разных телескопах (в т.ч. на БТА), у CP-звезды HD 37776 со сложным полем обнаружено увеличение периода ее осевого вращения на 17.7±0.7 сек на временной шкале в 31 год (dP/P = 4.0×10^–6 с/год). Увеличение периода вращения звезды наиболее реалистично объясняется в предположении, что имеет место магнитное торможение звезды (или, по крайней мере, ее поверхностных слоев) вследствие потери углового момента из-за звездного ветра контролируемого магнитным полем. Результат новый, поскольку ранее магнитное торможение во время пребывания СР-звезды на главной последовательности не отмечалось. Отметим однако, что HD 37776 не является рядовой магнитной звездой: это молодой объект возрастом не более 1 млн лет, окруженный туманностью. В спектре HD 37776 наблюдаются эмиссионные линии, а непрерывный спектр линейно поляризован, что характерно для очень молодых звезд. Кроме того, она обладает уникально сильным магнитным полем. Работа выполнена большим количеством ученых из разных стран. Со стороны лаборатории в списке соавторов отмечен вклад И. И. Романюка и Д. О. Кудрявцева.

Рост интереса к проблеме магнетизма массивных звезд в обсерватории начался с новой программой изучения магнитных полей звезд ранних спектральных типов. Отсутствие в спектрах горячих звезд косвенных индикаторов магнитного поля вроде депрессий континуума заставило нас искать новые критерии отбора кандидатов для наблюдения. Такие критерии были найдены: решено было использовать наличие аномалий в содержании гелия. Основываясь на данных из литературных источников, мы создали выборку из 360 звезд-кандидатов. В программе исследований предполагалось, что эти объекты будут наблюдаться со спектральной аппаратурой 1-м телескопа САО с низким спектральным разрешением. В описываемый период истории лаборатории для 40 горячих СР-звезд было получено около 70 спектров на БТА. Впервые магнитное поле обнаружено у 8 звезд. Ранее известная магнитная звезда HD 35298 была детально изучена с фазой периода вращения, в результате чего найдены большие величины продольного поля (вплоть до 6 кГс в экстремуме). Сложные профили отдельных линий в спектре свидетельствуют о сложном строении поля. В работах по новой программе исследований участвовали: И. И. Романюк, Д. О. Кудрявцев, Е. А. Семенко и И. А. Якунин.

Среди новых магнитных Bp-звезд нередко встречаются объекты с интересными характеристиками поля. К таким относится химически пекулярная звезда HD 45583, исследованию которой посвящена статья с участием сотрудников лаборатории Е. А. Семенко, Д. О. Кудрявцева и И. И. Романюка. Измерения зеемановских спектров показали, что продольное поле звезды меняется с периодом ее вращения 1.177 сут., а в кривой переменности поля наблюдается вторичный минимум. С тем же значением периода меняется и форма спектральных линий. Хотя за время наблюдения звезды был получен обширный материал, удовлетворительную модель ее магнитного поля построить так не удалось. Причина заключается в противоречии оценки величины поверхностного поля B_s, полученного из анализа профилей отдельных линий, значениям продольной компоненты B_e: они оказываются почти одинаковыми. В наиболее распространенном дипольном приближении строения магнитных полей CP-звезд поверхностное поле по величине составлает около 3B_e. С точки зрения химического состава фотосфера HD 45583 характеризуется дефицитом гелия и избытком хрома, железа и кремния.

В 2008 г. было завершено изучение свойств атмосферы звезды HD 115708, которая до того была заподозрена в принадлежности к классу пульсирующих roAp-звезд. На спектрографе ОЗСП телескопа БТА коллективом исследователей был проведен спектральный мониторинг звезды для поиска признаков нерадиальных пульсаций. Однако в силу недостаточного временного и спектрального разрешения (звезда даже для БТА достаточно слабая) нами был определен лишь верхний предел амплитуды возможных пульсаций — 100 м/с. Вместе с тем, детальный разбор химического состава фотосферы HD 115708 по спектрам высокого разрешения обнаружил особенности, характерные именно для roAp-звезд. А именно речь идет о нарушении ионизационного баланса для ионов редкоземельных элементов: содержание, например, неодима (Nd) или празеодима (Pr), определенное по линиям Nd III или Pr III оказывается значимо больше измеренного по линиям один раз ионизированного иона. Чтобы прийти к этому выводу мы вынуждены были надежно оценить эффективную температуру и другие характеристики звезды. Такой подход к исследованию сделал возможным изучение такого тонкого эффекта, как неравномерное распределение химических элементов в атмосфере звезды с глубиной. Моделированием профилей линий Mg, Ca, Cr и Fe мы нашли, что эти элементы сконцентрированы в более глубоких слоях атмосферы, а в верхних слоях их содержание резко снижается, разница составляет 1.5-3 порядка. Распределение Si по глубине практически равномерное. Важно, что эмпирически полученные распределения Cr и Fe количественно согласуются с результатами теоретических вычислений для процессов диффузии атомов в условиях звездных атмосфер. Статья c участием Е. А. Семенко и Д. О. Кудрявцева была подготовлена в сотрудничестве с учеными из Института астрономии РАН (ИНАСАН) и университета г. Уппсала (Швеция).

Очень редко удается найти среди химически пекулярных звезд пару настолько похожих между собой объектов, как звезды HD 5797 и HD 40711. Магнитное поле этих звезд впервые было измерено в САО на телескопе БТА. Сотрудники обсерватории Е. А. Семенко и Е. Ю. Кучаева вместе со студентом Казанского университета И. А. Якуниным исследовали магнитное поле и химический состав звезд HD 5797 и HD 40711. Последний характеризуется большим избытком железа (1.5 порядка) и хрома (3 порядка) по сравнению с Солнцем. Типичный избыток содержания редкоземельных элементов достигает 3 порядков. Магнитное поле обеих звезд оказалось сравнительно слабым. Если в первых сообщениях об измерени продольного поля HD 5797 речь шла о величине около 2000 Гс, то мы уверенно показали, что в максимуме поле B_e достигает лишь 1000 Гс, синусоидально меняясь от —100 Гс с периодом 69 суток. Период изменения продольного магнитного поля HD 40711 найти не удалось, но очевидно, что это тоже должны быть десятки дней или месяцы. В эволюционном плане звезды HD 5797 и HD 40711 — старые объекты возрастом 500 млн лет. На теоретической диаграмме Герцшпрунга-Рессела они находятся вблизи окончания стадии горения водорода в ядре.

Чаще всего, когда речь идет о магнитном поле CP-звезд, подразумевается, что измеряется продольная компонента поля, а наблюдения ведутся методом циркулярной спектрополяриметрии. Однако для полноценного суждения о геометрии магнитного поля необходимы сведения и о его поперечной составляющей. Такой тип наблюдений несоизмеримо более сложный в плане аппаратуры и организации наблюдений. В описываемый период истории лаборатории было закуплено и смонтировано новое оборудование для линейной поляриметрии на спектрографе ОЗСП телескопа БТА, и проведены наблюдения линейной поляризации в линиях спектра уникальной звезды HD 37776 с аномальным избытком гелия. Известно, что магнитное поле этой звезды имеет сложное строение, о чем свидетельствует необычный вид зависимости продольного поля B_e от фазы вращения. Новые наблюдения были проведены для 4 фаз периода вращения и во всех случаях сигнал Q и U-параметров Стокса не превышал ошибок наблюдений. Результаты этих наблюдений свидетельствуют о необходимости пересмотреть модель магнитного поля звезды. В исследованиях принимали участие сотрудники лаборатории: И. А. Якунин, Г. А. Чунтонов, Е. А. Семенко и И. И. Романюк.

В декабре 2009 г. сотрудниками группы методов астрономии высокого разрешения САО были начаты поиски ранее неизвестных астрометрических спутников у магнитных звезд. На телескопе БТА с пространственным разрешением около 20 миллисекунд дуги были проведены спекл-интерферометрические наблюдения выборки из 117 химически пекулярных звезд с подтвержденным наличием магнитного поля. На отдельные компоненты было разделено 29 звезд, для 14 из которых это сделано впервые: HD 965, HD 5797, HD 8855, HD 10783, HD 16605,HD 21699, HD 35502, HD 51418, HD 64486, HD 79158, HD 103498, HD 108651, HD 213918, HD 293764. В 12 случаях спутник оказался на 2-4 звездных величины слабее главного компонента — магнитной звезды. Исключение составляют молодые Вр-звезды HD 35502 и HD 213918, у которых разность блеска составляет примерно 1 звездную величину. Во всех случаях расстояние от звезды до спутника в момент наблюдений в картинной плоскости превышает 10⁹ км. От лаборатории в исследовании принимал участие И. И. Романюк.

Основатель направления исследований магнитных полей звезд в САО Ю. В. Глаголевский в описываемый период истории лаборатории продолжил развивать метод «магнитных зарядов». На этот раз методом, созданным когда-то вместе с немецким исследователем Э. Гертом (E. Gerth), была исследована структура магнитного поля СР-звезд HD 32633 и HD 45583. Структура поля HD 32633 хорошо описывается двумя диполями, расположенными в противоположных частях звезды вблизи экватора вращения. Эти диполи создают по две пары близко расположенных магнитных пятен разного знака, подобных солнечным. Диполи расположены на расстоянии dа = 0.6 радиуса звезды от центра. Величина поля на полюсах равна 42 и 10 килогаусс. Для HD 45583 наблюдательные данные описываются конфигурацией из двух магнитных диполей, расположенных на противоположных сторонах относительно центра звезды, причем оси диполей направлены приблизительно в радиальном направлении. Положительные «монополи» оказываются ближе к поверхности, а отрицательные — ближе к центру. По этой причине на поверхности звезды оказываются два положительных магнитных полюса и отсутствуют отрицательные полюса. Такая конфигурация выглядит крайне необычно и требуются новые наблюдения для уточнения фазовой зависимость B_e.

Исследованию магнитных структур у CP-звезд было посвящено сразу несколько работ Ю. В. Глаголевского, в которых, в отличие от ранее рассмотренного примера, строение магнитного поля хорошо описывается более простым центрально-диполным приближением. Так, например, в статье Ю. В. Глаголевского и Э. Герта в журнале «Астрофизический бюллетень» за 2010 г. говорится, что магнитное поле четырех из семи изученных звезд (HD 11503, HD 12098, HD 34452 и HD 178892) в пределах ошибок описывается центральным диполем, а у остальных трех звезд (HD 12447, HD 14437, HD 40312) диполь незначительно смещен по отношению к центру звезды.

В другой статье, продолжая исследование структур магнитных полей CP-звезд, Ю. В. Глаголевский описал строение магнитного поля звезд HD 18296, HD 19832, HD 22470 и HD 24712, и нашел, что перечисленные звезды обладают полями, которые в пределах ошибок соответствуют центрально-дипольному приближению. В рамках этого приближения Ю. В. Глаголевский оценил параметры моделей магнитных структур: углы наклона оси диполя к оси вращения (β) и наклона оси вращения звезд к лучу зрения (i), значения среднего поверхностного магнитного поля (B_s) и поля на магнитных полюсах (B_p).

Изучение магнитных структур на поверхности химически пекулярных звезд -- не единственное направление исследований в лаборатории. В 2010-2011 г.г. были завершены две работы, имевшие целью изучение химического состава и распределения химических аномалий по поверхности у двух звезд в ослабленными линиями гелия в спектре.

Изучение распределения гелия по поверхности звезды HD 21699 в разных фазах периода вращения показало дефицит содержания элемента по всей поверхности звезды, кроме области вокруг магнитных полюсов, где его концентрация выше. Авторы полагают, что это является следствием работы механизмов звездного ветра. Другой элемент — кремний — скапливается в области с горизонтальным расположением магнитных силовых линий, как и следует из предсказаний теории. Содержание гелия и кремния увеличивается с глубиной, причем граница изменения концентрации практически не меняется с фазой периода вращения. Учет стратификации химических элементов заметно влияет на вычисленное модельное распределение температуры с глубиной, а также на форму профилей линий водорода. Автором работы является международный коллектив ученых, в котором от Специальной астрофизической обсерватории представлены Ю. В. Глаголевский и Г. А. Чунтонов.

Комплексное исследование химически пекулярной звезды HD 182255 с дефицитом гелия и избытком кремния обнаружило на ее поверхности четыре области вблизи экватора вращения с аномальным содержанием химических элементов. С точки зрения спектральных характеристик HD 182255 — это типичная магнитная CP-звезда, однако магнитное поле у нее не обнаруживается, вероятно, из-за невыгодной ориентации с углом наклона i = 12°. Содержание гелия и кремния в атмосфере звезды меняется с глубиной, как у типичных магнитных звезд. Дополнительно к аномалиям химического состава, были найдены также нерадиальные пульсации и нестационарные изменения структуры атмосферы звезды. Исследование выполнено Ю. В. Глаголевским и Г. А. Чунтоновым вместе с А. В. Шавриной из Главной астрономической обсерватории НАН Украины (г. Киев).

Еще в одном исследовании Ю. В. Глаголевского сделана попытка оценить среднюю продолжительность жизни магнитного поля СР-звезд. В результате были получены признаки затухания на временах порядка 10⁹ лет, что соответствует расчетам при чисто омическом затухании в стабильной высокопроводящей среде.

Увеличение численности сотрудников лаборатории привело к расширению тематики работ. Помимо традиционных направлений исследований, с приходом в лабораторию Г. Г. Валявина и Т. Е. Бурлаковой был начат новый проект по поиску фотометрической переменности у изолированных магнитных белых карликов. Цель этой работы — обнаружение локальных магнитных структур с полями, более сильными, чем общее поле белого карлика. Для одного из таких карликов — WD 1953-011 — был сделан вывод, что найдена магнитная структура имеющая вид гигантской силовой магнитной трубки, вертикально выходящей на поверхность вырожденного объекта и покрывающей более 10% ее поверхности. Ранее найденная фотометрическая переменность этого белого карлика связана с тем, что в области формирования трубки температура на 30% ниже, чем в окружающих ее областях.

В плане технического обеспечения работы лаборатории особую роль играли работы по повышению эффективности Основного звездного спектрографа БТА. Отвественным за метод наблюдений на ОЗСП оставался к.ф.-м.н. Е. A. Семенко. В 2012 году под его руководством была выполнена работа по демонтажу зеркала камеры №2 ОЗСП и коллиматора спектрографа для последующего алюминирования. После выполнения всех работ оптика ОЗСП была настроена и спектрограф снова введен в штатную эксплуатацию.

Работа лаборатории в период 2008-2012 г.г. финансировалась из разных источников и включала, кроме базового бюджетного финансирования, средства программы ПРАН «Эволюция звезд и галактик», гранты Российского фонда фундаметальных исследований (гранты РФФИ 06-02-16110_а «Поиск новых магнитных СP-звезд и изучение связи между магнитными полями отдельных объектов и структурой локального магнитного поля Галактики» и РФФИ 09-02-00002_а «Исследование магнитных полей, вращения и химического состава горячих звезд главной последовательности и субкарликов — как индикаторов теории эволюции звездного магнетизма»). Грантами РФФИ 10-02-06074_г и фонда «Династия» было поддержано проведение конференции на тему «Магнитные звезды». Молодые ученые лаборатории также получили поддержку РФФИ: гранты 12-02-31246 (рук. И. А. Якунин), 12-02-92693 (рук. Е. А. Семенко). Часть исследований получила поддержку из средств, поступивших по линии Министерства образования и науки РФ по госконтракту П-1194 (мероприятие 1.3.1 — исследования под руководством докторов и кандидатов наук) программы «Научные и научно-педагогические кадры иновационной России» (2012-2013) и из программы «Научные школы» (2012-2013).

В августе 2010 г. лаборатория провела очередную — восьмую — международную конференцию по теме «Магнитные звезды». В конференции приняли участие 50 астрономов из 8 стран мира, а материалы в виде полноценных статей были опубликованы в сборнике «Magnetic Stars» объемом 486 с. под редакцией Д. О. Кудрявцева и И. И. Романюка (САО РАН, Нижний Архыз, 2011).

Вернуться к оглавлению

Изменения в численности и составе лаборатории в последние годы истории в основном были связаны с притоком молодых сил в лице аспирантов Д. Р. Гадельшина (поступил в 2013 г., руководитель — Г. Г. Валявин), А. В. Моисеевой (2014, И. И. Романюк) и А. О. Граужаниной (2015, Г. Г. Валявин). В 2014 г. И. А. Якунин, который двумя годами ранее закончил обучение в аспирантуре, защитил диссертацию на степень кандидата физико-математических наук под названием «Поиск и исследование магнитных Вр-звезд Главной последовательности» (рук. И. И. Романюк). На должность старшего научного сотрудника в 2013 г. был переведен Е. А. Семенко, а двумя годами позже на должность научного сотрудника — И. А. Якунин. Конец 2015 г. в обсерватории ознаменовался изменением руководящего состава: с должности директора ушел Ю. Ю. Балега, новым директором САО был избран В. В. Власюк. На должность заместителя директора по научной работе новый руководитель обсерватории предложил кандидатуру сотрудника нашей лаборатории — Д. О. Кудрявцева. Дмитрий Олегович Кудрявцев, кроме того, длительное время возглавлял еще и редакционную группу САО, и после его ухода на новую руководящую должность совмещать руководство группой и работу в лаборатории стал И. А. Якунин.

В 2013 г. сотрудниками лаборатории были начаты наблюдения по программе «Исследование магнитных химически пекулярных звезд в ассоциации Ori ОВ1». Из 814 объектов — членов ассоциации Ori ОВ1, представленных в работе Брауна и др. (1994), мы выделили для исследований 85 СР-звезд разных типов. В качестве критерия пекулярности мы выбрали факт наличия звезды в каталоге пекулярных звезд Ренсона и Манфруа (2009). Изучение литературных данных показало, что доля СР-звезд уменьшается с возрастом для разных подгрупп скопления: от 15.1% в самой молодой подгруппе (b) до 7.7% в самой старой подгруппе (a). Все 23 обнаруженные нами Am-звезды удалены от нас на расстояние от 100 до 300 пк и, видимо, не являются членами ассоциации, а только проецируются на нее. Мы выделили в ассоциации 59 Вр-звезд, что составляет 13.4% от общего количества В-звезд ассоциации. Магнитные CP-звезды имеют выраженную тенденцию концентрироваться в центральной области ассоциации (в поясе Ориона), где сосредоточена большая часть из них. В то же время, мы не нашли значимых различий в величине поля магнитных Вp-звезд ассоциации и Вр-звезд поля в целом, хотя и заметна тенденция — поля звезд с усиленными линиями гелия (He-rich) больше, чем у более холодных звезд с ослабленными линиями гелия (He-wk). В итоговой выборке мы идентифицировали 17 двойных звезд, что составляет 20% ее объема.

На данный момент на 6-м телескопе БТА были проведены наблюдения всех 59 Вр-звезд ассоциации с целью измерения магнитного поля. Сейчас мы можем говорить, что в ассоциации имеется 33 магнитные Вр-звезды, 18 из которых были известны ранее, и в новых наблюдениях мы подтвердили этот факт. Вместе с тем мы нашли 15 новых магнитных звезд. У одной ранее известной магнитной звезды — HD 36313 — наличие поля не подтверждается.

По состоянию на конец 2016 г. продолжались наблюдения отдельных наиболее интересных магнитных звезд с фазой периода вращения. Одна из таких звезд — HD 34736. В 2013 г. мы нашли у HD 34736 сильное магнитное поле. Проведенные в 2014 г. спектрополяриметрические наблюдения показали переменный характер поля, продольная компонента которого меняется от -5 кГс до +5 кГс. Анализ измерений лучевой скорости позволяет утверждать, что звезда является двойной системой, где магнитным полем обладает только главный компонент. В спектре были найдены линии второго компонента. Моделирование наблюдаемых спектров позволило оценить эффективную температуру обеих звезд (13700 К и 11500 К) и проекции их скоростей вращения на луч зрения vsin i (73 и >90 км/с). Исследование возглавил Е. А. Семенко при активном участии других членов лаборатории: И. И. Романюка, И. А. Якунина и Д. О. Кудрявцева.

В 2015 г. мы подвели итог 15-летней работе по мониторингу магнитного поля звезды HD 965. Начиная с 2000 г., для этой звезды в наблюдениях на телескопе БТА было получено более 30 спектров с зеемановским анализатором круговой поляризации. Наши измерения показывают, что в положительном экстремуме величина продольного поля звезды достигает +600 Гс, а в отрицательном уходит ниже -1300 Гс. Долгосрочный мониторинг звезды позволяет оценить период переменности продольного поля, а значит — и период вращения звезды, как превышающий 15 лет. Таким образом, HD 965 входит в пятерку самых медленных ротаторов среди известных по состоянию на 2016 г. магнитных звезд. Авторы исследования: И. И. Романюк, Д. О. Кудрявцев, Е. А. Семенко и И. А. Якунин.

Магнитное поле еще одной звезды с медленным вращением — HD 18078 — было изучено международным коллективом исследователей (от САО участвовали И. И. Романюк, Д. О. Кудрявцев). Наблюдения звезды выполнялись на 6-м телескопе САО РАН, 3.6-м телескопе CFHT и на инструментах обсерваторий Верхнего Прованса и Китт-Пик. Исследование показало, что СР-звезда HD 18078 является медленным ротатором с необычным строением магнитного поля: геометрически поле может быть описано в виде простого диполя, чья ось находится не в центре звезды. Найденный период вращения звезды составляет 1358 суток. HD 18078 входит в пятерку звезд с периодом вращения более 1000 суток, для которых точно определена величина периода и построена фазовая кривая переменности продольного поля.

Проблеме эволюции магнитных полей СР-звезд на стадии Ае/Ве Хербига и на главной последовательности был посвящен цикл работ Ю. В. Глаголевского. В первой статье была сделана попытка оценить среднюю продолжительность жизни магнитного поля СР-звезд. Автор исследования обнаружил наблюдательные признаки затухания поля на временах порядка 10⁹ лет, что соответствует расчетам при чисто омическом затухании в стабильной высокопроводящей среде.

С приходом Г. Г. Валявина направление научного приборостроения в лаборатории получило новое развитие. На начало описываемого периода истории лаборатории пришлось создание эскизного проекта спектрографа высокого разрешения с оптоволоконным входом для БТА. В статье с описанием проекта спектрографа были представлены результаты всех необходимых оптических расчетов и описание части механических схем. В статье были изложены принципы построения системы управления спектрографом и сбора данных.

Многочасовые спектрополяриметрические наблюдения белого карлика 40 Eri B на телескопах БТА и CFHT позволили достичь рекордной для этого класса объектов точности измерения магнитного поля — 85 Гс. Это наиболее точные измерения продольного магнитного поля у белых карликов, выполненные когда-либо ранее. Исследование магнитного поля 40 Eri B является результатом международной кооперации, в которой за получение, обработку и анализ данных с БТА отвечали Г. Г. Валявин, Д. Р. Гадельшин и Е. А. Семенко.

С 2014 г. лаборатория участвует в работах по гранту Российского научного фонда. Одно из трех направлений гранта — поиск и изучение экзопланет — возглавил Г. Г. Валявин. В статье, посвященной первому обнаружению транзита экзопланеты на телескопе Цейсс-1000 САО, Г. Г. Валявин вместе со своими аспирантами Д. Р. Гадельшиным и А. О. Граужаниной и коллективом соавторов описал первые в САО результаты фотометрических наблюдений одиночного транзита экзопланеты. Исследовались две экзопланеты WASP-43b и WASP-104b с разной глубиной затмения. Оба тразита были успешно обнаружены, но точность зависела от глубины затмений и других условий наблюдения. В этих наблюдениях была достигнута характерная точность измерения блеска 0.001-0.003 звездной величины.

Развивая тему исследования экзопланет, сотрудниками лаборатории (Г. Г. Валявин, А. О. Граужанина, Д. Р. Гадельшин и Т. Е. Бурлакова) вместе с коллегами из России и зарубежья была предложена и протестирована новая методика детектирования отраженного от экзопланет света родительских звезд. Метод, основанный на анализе динамических спектров, позволяет получать остаточные спектры за вычетом спектра родительской звезды с высоким соотношением сигнала к шуму. Эти остаточные спектры содержат информацию об альбедо экзопланеты и отраженном от нее свете. В статье приводятся первые результаты применения метода к исследованию экзопланеты HD 189733b. Аторами была получена серия из нескольких десятков спектров умеренного спектрального разрешения родительской звезды HD 189733. Индивидуальные спектры имеют высокое отношение сигнал/шум (~700) и покрывают значительную долю орбитального периода. Изучение динамических спектров с характерным значением 5⋅10^-4 в качестве предела детектирования не выявило явных следов присутствия света родительской звезды, отраженного от планеты.

В 2014 г. с 26 по 31 августа лаборатория организовала и провела очередную международную конференцию «Physics and Evolution of Magnetic and Related Stars» (И. И. Романюк — председатель оргкомитета, Д. О. Кудрявцев — зам. председателя, Е. А. Семенко — секретарь). В череде международных мероприятий, организованных лабораторией, отмеченная конференция стала девятой. В работе конференции приняли участие около 60 астрономов из 9 стран мира, было прочитано более 40 устных докладов. Материалы конференции были изданы в виде книги («Physics and Evolution of Magnetic and Related Stars», ISBN 978-1-58381-872-5), объемом 359 страниц. Впервые в истории обсерватории книга с материалами конференции была выпущена в свет известным в астрономической среде обществом Astronomical Society of the Pacific в серии изданий Conference Series (vol. 494, 2015). Ответственные редакторы сборника: Ю. Ю. Балега, И. И. Романюк, Д. О. Кудрявцев.

По состоянию на конец 2016 г. три сотрудника лаборатории (Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк и Д. О. Кудрявцев) являются членами Международного астрономического союза (МАС — IAU). На трехлетний период 2014-2016 г.г. И. И. Романюк был избран членом оргкомитета рабочей группы МАС «Physics of Ap and related stars»

Вернуться к оглавлению

История лаборатории написана по состянию на первую четверть 2016 г. Важнейшие научные достижения лаборатории будут перечислены в виде отдельной статьи. Однако даже из содержания исторического обзора можно сделать вывод, что научная работа у нас в лаборатории проводится на высоком уровне и в широкой кооперации с международным сообществом астрономов.

Перспективы исследований звездного магнетизма в очень существенной степени зависят от развития инструментальной базы. Конечно, очень важно регулярно наблюдать те или иные объекты с уже существующими телескопами, из таким наблюдений можно почерпнуть много полезной информации о физических свойствах исследуемых объектов. Но кардинально новые знания, способные революционно изменить наши представления о физике звезд, могут быть получены только на новых крупных телескопах и с использованием новых приборов.

Если вернуться к проблеме звездного магнетизма, то можно констатировать, что уже достаточно скоро (видимо в ближайшие два десятилетия) будут введены в эксплуатацию очень большие телескопы-интерферометры с базой в несколько километров, позволяющие в оптическом диапазоне разрешать диски магнитных СР-звезд и наблюдать прямыми методами их поверхностные неоднородности. В таком случае карты распределения магнитных полей и химических элементов, полученные в настоящее время только методами зееман-доплеровского картирования по спектральным линиям, могут быть проверены непосредственно по прямым изображениям.

Очень большие телескопы вкупе со сверхстабильными спектрополяриметрами высокого разрешения позволят систематически изучать магнитные поля с точностью на уровне 1 Гс. Это позволит исследовать, по край мере яркие, звезды всех типов на предмет наличия у них магнитного поля и составить целостную картину проявлений звездного магнетизма в Галактике, а в некоторых случаях и за ее пределами. Строящийся волоконный спектрополяриметр для телескопа БТА позволит в значительной мере продвинуть наши возможности в этом направлении.

В настоящее время начало развиваться новое научное направление — поиск экзопланет у магнитных звезд. Это в абсолютной мере пока поисковая задача и сейчас трудно оценить к каким результатам мы придем. Однако в основе проекта поиска магнитных звезд с экзопланетами лежат заманчивые идеи, тесно связанные с поисками внеземной жизни.

В более близкой перспективе ценность представляют массовые изучения магнитных звезд в скоплениях разного возраста с целью изучения их эволюции. Точность измерений лучше 10 Гс в скором времени будет достигнута во многих обсерваториях мира, а это позволит резко расширить класс объектов, у которых измеряются магнитные поля. На наш взгляд, особое внимание будет уделено двойным и кратным магнитным звездам, для которых предстоит решить проблему существования связей между магнетизмом и наличием звезд-компаньонов.

Вернуться к оглавлению

На этом мы заканчиваем обзор истории лаборатории (группы) исследований звездного магнетизма. В течение полувека наши сотрудники занимались созданием аппаратуры, принимали активное участие в наблюдениях на БТА и других телескопах, проводили теоретические исследования. В разное время Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк, Г. А. Чунтонов, В. Д. Бычков, В. Г. Елькин, Д. О. Кудрявцев, Е. А. Семенко. И. А. Якунин и Г. Г. Валявин руководили программами наблюдений на 6-м телескопе САО, как собственными, так и иногородних астрономов. Магнитные измерения на БТА пережили три периода: 1) фотографический (1977-1991); 2) фотоэлектрический (1987-1995) и 3) современный, в котором наблюдения ведутся при помощи матриц ПЗС (1994-наст. время). Методика измерений и обработки данных менялась кардинальным образом. Однако мы сохранили неизменной систему магнитных измерений САО, которая, как было многократно показано, совпадает с международной.

Нашими сотрудниками в разное время были защищены 3 докторские диссертации (Ю. В. Глаголевский — 1988 г., И. Д. Найденов — 2003 г., И. И. Романюк — 2004 г.) и 8 кандидатских (Г. А. Чунтонов — 1984 г., И. И. Романюк — 1986 г., И. Д. Найденов — 1987 г., В. Д. Бычков — 1992 г., В. Г. Елькин — 1999 г., Д. О. Кудрявцев — 2002 г., Е. А. Семенко — 2009 г., И. А. Якунин — 2014 г.).

Сотрудники лаборатории в дополнение к научной работе, выполняли и другие важные работы в обсерватории.

Ю. В. Глаголевский в течение 10 лет (1974-1984) был ученым секретарем САО, И. И. Романюк 23 года (1993-2016) работал ученым секретарем комитета по тематике больших телескопов РАН, с конца 2015 г. Д. О. Кудрявцев является заместителем директора САО по научной работе.

Ю. В. Глаголевский и И. И. Романюк в течение многих лет являются членами ученого совета САО и членами специализированного совета САО по защитам докторских и кандидатских диссертаций. Ю. В. Глаголевский, И. И. Романюк и Д. О. Кудрявцев многократно выступали оппонентами при защитах диссертаций. В состав ученого совета обсерватории последнего формирования вошли Г. Г. Валявин и Д. О. Кудрявцев.

Сотрудники лаборатории в разное время принимали самое непосредственное участие в издательской деятельности обсерватории. Так, И. И. Романюк с 2006 года выполняет обязанности заместителя главного редактора всероссийского журнала «Астрофизический бюллетень», переводимого на английский язык под названием «Astrophysical Bulletin» и распросраняемого по подписке компанией Pleiades Publishing издательского дома Springer. Д. О. Кудрявцев с 2012 по 2015 г. исполнял обязанности заведущего редакционно-издательской группой САО и научного редактора английской версии журнала. Сейчас эта работа возложена на И. А. Якунина.

С 2008 года Е. А. Семенко исполняет обязанности секретаря научно-технического совета САО РАН.

За 50 лет работы сотрудниками лаборатории опубликовано более 500 статей, из них около 100 в ведущих изданиях мира.

Сотрудники лаборатории организовали и провели 9 международных конференций по теме «Магнитные звезды» в САО. И. И. Романюк был членом оргкомитета нескольких конференций по магнитным звездам, организованным в других городах.

За описанный период производственную практику в лаборатории проходило несколько десятков (не менее 50) студентов разных вузов, некоторые из них (Елькин В. Г., Кудрявцев Д. О., Семенко Е. А., Якунин И. А.) стали профессиональными астрономами, защитили кандидатские диссертации и сейчас работают в обсерватории.

Вернуться к оглавлению