Periodeveranderingen van RR Lyrae-sterren En de gevolgen van sterbevingen Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren - Patrick Wils

O-C methode Traditionele methode om periodeveranderingen te (onder)zoeken Bepalen van maxima Tellen van aantal cycli (E) tussen maxima Goede beginperiode is noodzakelijk! Berekenen van de periode (kleinste kwadraten) Berekenen van de verschillen O(bserved) – C(alculated) Plotten van de verschillen Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

O-C methode: Constante periode Juiste periode Te korte periode Te lange periode Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

O-C methode: Constante periodeverandering Constante afname Constante toename Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

O-C methode: Plotse periodeverandering Plotse toename Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

O-C methode: Dubbelster Cyclische wijzigingen Gevolg van eindige lichtsnelheid Vergelijk: heliocentrische correctie eclipsen Jupitermanen Geen RR Lyrae-sterren bekend in een nauwe dubbelster Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

O-C methode: Problemen met bepalen “O” Slechts één punt van de lichtcurve (maximum) Heterogene methoden voor berekening Fourier, modelcurve, nde-graadsveelterm, ... -> licht verschillende resultaten RRc: brede maxima Fase kan (intrinsiek) veranderen van cyclus tot cyclus Fase-modulatie -> Blazhko-effect Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

O-C methode: Problemen Spreiding van de gegevens Foutenmarge (verticaal) Lange tussentijd Schaal van een O-C-plot: constante toename? meerdere plotse veranderingen? Tellen van aantal cycli Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

GSC 6199-755 Sco NSVS + ASAS-3 + Josch Hambsch Eén enkele periode Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

GSC 6199-755 Sco Bereken maxima per jaar: O-C Via modelcurve -> homogene resultaten Periode “plots” 4 seconden korter eind 2001 Plots = op minder dan enkele maanden Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

GSC 6199-755 Sco Fase-diagram Tijd na een plotse verandering “uitzetten” of “inkrimpen” Niet gecorrigeerd voor kleinere amplitude NSVS Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

HY Com Reële periodeveranderingen of grote foutenmarge? Hoe tussenliggende periode berekenen? Data: Hipparcos, Oja, NSVS, ASAS-3 Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

HY Com ASAS-3 data Periode van 2003 Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Berekeningsmethode Kies: Tijdstransformatie waarnemingen t -> t’: Tijdstippen t1, …, tn van plotse verandering Relatieve verandering in frequentie: q1, …, qn Tijdstransformatie waarnemingen t -> t’: Ti(t) = Ti-1(t) + qi (t – ti) voor ti <= t < ti+1 en 1 <= i <= n T0(t) = t voor t < t1 Bereken de beste periode (Fourier-analyse) Zoek beste ti en qi met “downhill simplex” methode Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

HY Com Eén periodeverandering in 2004 Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

HY Com Periodeverandering in 2004 en in 2005 Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

HY Com 6 periodeveranderingen tussen 1990 en 2005 Afwisselend korter en langer Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

HY Com Recente (7de) periodeverandering? Lange constante periode of gemiste veranderingen? Geen data in 1996-1998 Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

RU Psc 2 periodeveranderingen +23s en -20s Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Profiel: RR Lyrae sterren met frequente plotse periodeveranderingen RRc, alle mogelijke periodes: Vrij kort: GSC 6199-755 (0.25d) Vrij lang: HY Com (0.45d) Andere: RU Psc (0.39d) Uit literatuur: T Sex (0.32d), ST CVn (0.32d) Niet in NSVS/ASAS data Enkel sterren met een hump? Ook bij RRab: Meestal minstens één plotse verandering als meerdere decennia waargenomen Veranderingen lijken minder frequent vb. RR Gem, BK Dra, RR Lyr, … IV Cyg: 2 periodeveranderingen met 20 jaar tussentijd Blazhko-sterren? V442 Her (onduidelijk: zeer lange Blazhko-periode) Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Plotse veranderingen bij andere pulsators? Cepheïden: Pop. I: T Mon Pop. II: kappa Pav, ST Pup Mira-sterren? Periode verandert van cyclus tot cyclus Cumulatief effect? Zelfde oorzaak? Indicaties voor constant veranderende periode R Aql, T UMi, W Dra, ... (Pulsars) Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Oorzaken: Evolutie Pulsatieconstante: Q = P √ρ -> Door kernfusie wijzigt de dichtheid (compacter) -> Zeer kleine (continue) toename van de periode Mogelijke verklaring voor SV Eri, RT Equ Onmogelijk voor GSC 6199-755, RU Psc en HY Com Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Intermezzo: Aardbevingen Plotse beweging van tectonische platen Aardbeving wijzigt (zoals op 26 december 2004): rotatie-as (Noordpool 2.5 cm opgeschoven richting Japan) rotatieperiode (-2.68 µs) vorm van de aarde (10-10 minder afgeplat) Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Oorzaken: “Sterbevingen” Inwendige van de ster is niet homogeen en ook niet sferisch symmetrisch Kernfusie gebeurt niet radiaal symmetrisch Plotse menging van hoeveelheid helium in de kern (Sweigart & Renzini 1979) Aanleiding voor verandering in pulsatieperiode (kortere en langere periode mogelijk) Verklaart de grootte van de verandering Gemiddeld eens om de eeuw/paar eeuwen Geen verklaring voor RRc (enkele jaren) Mogelijke verklaring voor RRab (enkele decennia) Geen verder theoretisch werk gedaan Vergelijk ook: niet-radiale pulsaties in de zon Periode: enkele minuten Doven vrij snel uit Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Boventoonpulsaties: meer sterbevingen? S&R: geen boventoonpulsaties onderzocht Is er een verband tussen de frequentie van sterbevingen en de pulsatiemode? Beter gemengd? Wat gebeurt er dan in dubbelmode sterren? Evolutie van V53 in M15: Fundamentele periode daalt Boventoonperiode stijgt Nog te weinig data In de Melkweg zijn de meeste slechts enkele jaren gekend Moeilijker periodeveranderingen te bepalen Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Onopgeloste vragen Klopt het theoretische model? Waarom afwisselend kortere/langere periode? Zijn er voorbeelden waar dat niet zo is? Waarom verschilt de frequentie van sterbevingen zo veel van ster tot ster? Wat is het percentage van frequente “bevers” t.o.v. “stille” sterren? Hoeveel “bevers” kunnen we nog vinden? Komen sterbevingen ook voor, en wat is het gevolg van een sterbeving, in: Blazhko-sterren? Dubbelmode sterren? Komen ook tsunami’s voor? Niet-radiale pulsaties gedurende korte tijd Zijn sterbevingen voorspelbaar? Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren

Projectvoorstel San Andreas-breuk onder de RRc-sterren Telescoop+CCD steeds op HY Com gericht San Andreas-breuk onder de RRc-sterren Antwoord op: Hoe lang duurt zo’n plotse verandering echt? Uren, dagen, weken? Is er iets ongewoons in de lichtcurve te zien? Hoe (on)stabiel is de periode in de tussentijd? Kleinere schommelingen? Andere kandidaten, als HY Com niet zichtbaar is Onmogelijk op professionele sterrenwachten: Veel (nutteloze?) waarnemingstijd Succes niet verzekerd geen veranderingen tijdens conjunctie Af en toe waarnemen van alle hier vermelde sterren, is een goed begin Asten, 12 mei 2007 VVS Werkgroep Veranderlijke Sterren