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Astron. Nachr., Bd. 294, H. 4 (1973)

Photometrische und spektrographische Beobachtungen des magnetischen Sterns HD 98088

G. HILDEBRANDT, A. s. NIKOLOW, G. SCHOLZ, w. SCHONEICH (Potsdam)

Z e n t r a l i n s t i t u t f u r A s t r o p h y s i k

Mit I Abbildung. (Eingegangen 1972 Sept. 11, erganzt 1973 Febr. 15)

Fur den spektroskopischen Doppelstcrn H D 98088 rnit einer Ap-Komponente wurden im Jalire 1971 photo- metrisch UBV-Lichtkurven bestimmt unil vier Zeeman-Spektrogramme erhalten. Die Messungen der Radialgeschwindigkeit und des effektiven Magnetfeldes sichern die Phasenbeziehungen. Die U-Lichtkurve zeigt gegeniiber den Lichtkurven in B und V eine Phasenverschiebung von etwa go". Das Minimum in U fallt auf die Phase des positiven Maximums des effektiven Magnetfeldes. Das Fehlen eines Bedeckungs- lichtmechsels wurde bestatigt.

For the spectroscopic binary HD 98088 with an Ap component UBV photoelectric lightcurves and four Zeeman-spectrograms were obtained in 1971. The results for the radial velocities and effective magnetic fields confirm the phase relations. The lightcurve in U is shifted in phase about goo relative to the curves in B and U. The U minimum is in coincidence with the positive maximum of the effective magnetic field. The absence of eclipses was confirmed.

Der pekuliare Stern HD 98 086 (Fop) ist Komponente eines spektroskopischen Doppelstern- systems. Die Bahnelemente wurden von ABT [I] und ABT u. a. [ 2 ] genau bestimmt. BABCOCK [3] fand ein variables Magnetfeld, dessen effektive Feldstarke sich mit der Periode des Bahnumlaufs andert. Da sich auBerdem die Starken einiger Linien in Phase mit der spektroskopischen und magnetischen Periode andern, mu8 man annehmen, daB in diesem System eine gebundene Rotation vorliegt. Aul3er den in [ z ] angefuhrten Messungen zur negativ verlaufenen Suche nach einem Bedeckungslichtwechsel liegen keine publizierten Untersuchungen des Lichtwechsels vor. Deshalb wurden im Januar-Februar 1971 photoelektrische UBV-Beobachtungen fur diesen Stern durchgefuhrt. Zur Sicherung der Phasen- lage wurden im Fruhjahr 1971 vier Spektrogramme erhalten und ausgewertet.

Beobachtungen

Die photoelektrischen Beobachtungen wurden am 35 cm Cassegrain-Reflektor der Beobachtungs- station des Zentralinstituts fur Astrophysik der AdW der DDR im Astrophysikalischen Observatorium Schemacha der Aserbaidschanischen SSR durchgefuhrt. Benutzt wurde ein integrierendes Photometer. Die Integrationszeit betrug fur eine Messung pro Filter 2 x 8 Sekunden. Der SEV des Typs I P 21 und die ublichen Schottfilterkombinationen ergeben ein photometrisches Instrumentalsystem u, b, V , welches den1 Standard-UBV-System ahnlich ist. Eine Umrechnung der Helligkeitsdifferenzen in das Standard- system wurde nicht vorgenommen.

Als Vergleichsstern diente HD 98 853. Die Konstanz der Durchsicht im Beobachtungszeitraum erlaubte es, die Korrektur wegen differentieller Extinktion mit den Saisonmitteln der Extinktions- koeffizienten zu berechnen. Die MeBergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben. Die Phasen wurden rnit den in [2 ] gegebenen Elementen

Periastron = J. D. 2434419.130 + 5.90513. E

berechnet ; N ist die Anzahl der jeweils gemittelten Messungen. Die vier Zeenian-Spektrogramme im blauen Bereich wurden mit dem Cassegrain-Spektrographen

des zm-Universalteleskops in Tautenburg von E. BARTL und F. BORNCEN aufgenommen. Die Radial- geschwindigkeiten wurden auf allen Spektrogrammen von G. SCHOLZ rnit Hilfe eines Abbe-Komparators gemessen. Dazu wurden auf dem ersten Spektrogramm sechs Linien (I Mg 11, I Ca I, 3 Ti 11, I Cr I), auf dem zweiten elf (I Mg 11, z Ca I, 5 Ti 11, I Cr I , 2 Fe I), auf dem dritten sechs (I Mg 11, I Ca I, 3 Ti 11, I Cr I) und auf dem vierten neun Linien (I Ca I , 4 Ti 11, z Cr I, z Cr 11) vermessen.

176 G . HILDEHRANDT u. a. : Photonictrische und spektrographischc Beobachtungen dcs magnet. Sterns H D 98088

T a be I 1 e I . Fh o t o rn e t r i s c he Mc D e r 8 e b n is st' H D 98853 - H D 98088

I 0

I 0

25 25

J . D. 2440 . . .

970.44'9 975.4993 976.4272 978.4 I 96 979.4593 981.4860 982.45 I 4 989.4521 991.4238 992.4 169

994.4652

998.4297 997.443'

099.4075

-44.3 f 0.7 +47.3 * 0.5 -16.8 1 . 3 -66.5 f 0.7

- Phasr - 0.43 0.28 0.44 0.78 0.9.5

0.30

0.65 0.98 0.15

0.50

0.17 0 . 3 3

0.46

0.00

0.773 3 ,772 5 ,782 5 .790 5 .780 5

0.777 5 ,782 6 ,797: 2

,769 3 ,772; 2

0.775: 2

.778 4

.77I 5 .

.779 5

b N 24 N ~~

0.689 5 ,696 5 ,683 5 ,706 3 ,703 5

,696 5 ,684 6 ,702 4 ,698 5 -

-

,708: 2 ,704: I

.693 5

Der Wert der effektiven Feldstarke wurde nur fur die beiden Spektren mit der groljeren Dis- persion bestimmt (nur wenige Linien waren geniigend gut meljbar). Die spektrographischen MeBergeb- nisse sind in Tabelle z enthalten.

T a b e l l e 2. S p e k t r o g r a p h i s c h e Mcnergebn i s s e f u r H D 98088

055.378 056.374

084.375 079.380

0.811 0.979 0.875 0.721

- 1000 f 600 - 950 f GOO

- -

Diskussion

In Abb. I sind die in v , 6, u gemessenen Helligkeiten sowie die Variationen der effektiven magne- tischen Feldstarke Heff und der Radialgeschwindigkeit R V in Abhangigkeit von der Phase dargestellt. AuBer unseren (durch Kreuze bezeichneten) Messungen sind auch die Radialgeschwindigkeiten aus der Arbeit von ABT u. a. [ z ] und die Magnetfeldmessungen von BABCOCK [3] eingetragen, deren Phasen nach den gleichen Elementen berechnet wurden. Die gute Ubereinstimmung zeigt, da13 die Phasenlage der einzelnen Kurven gesichert ist. Zum Nachweis einer Apsidendrehung reichen unsere MeBpunkte noch nicht aus.

Als Besonderheit der Lichtkurven fallt die Phasenverschiebung der Kurve fur den u-Bereich gegeniiber der v-Kurve urn e twa goo auf. Es besteht dabei ein Zusammenhang mit der b-Kurve, in der sic.11 eine Doppelwelle andeutet. Auf diese hat auch schon MAITZEN [4] hingewiesen und durch eigene Beobachtungen, die er uns clurch eine personliche Mitteilung dankenswerterweise uberlieB, bestatigt. In U und V konnte er jedoch keine Lichtkurve nachweisen. Das Maximum der v-.Kurve ist mit dem I. hlaximum der b-Kurve phasengleich, das Maximum der zt-Kurve mit dem I. Minimum der b-Kurve. Das 2. Minimum der b-Kurve und das Minimum der u-Kurve stimmen mit dem positiven Magnetfeld- maximum iiberein.

Die einfache Welle der Lichtkurven in u und v kann nicht durch eine dipolahnliche Leuchtdichte- verteilung auf der Sternoberflache erldart werden. Der geringe Abstand der Sichtliriie von der Bahn- ebene und daniit bei gebundener Rotation auch von der Aquatorebene wurde auf jeden Fall zur Erzeu- gung einer Doppelwelle fuhren, wenn nicht einer der ,,Helligkeits-Pole" ganz in der Nahe des Rotations- poles lage. Das ist aber von der Magnetfeldkurve her nicht zu erwarten. Die Lichtkurven sprechen vielmehr fur eine kompliziertere Leuchtdjchteverteilung auf der Sternoberflache, die zum Beispiel durch das Vorhandensein mehrerer pekuliarer Gebiete charakterisiert sein kann. Unsere ersten, bisher noch nicht publizierten Ergebnisse einer 10-Farbenphotometrie magnetischer Sterne zeigen, daB bei den Sternen, deren Lichtkurve eine Doppelwelle aufweist, die Amplituden-Wellenlangen-Beziehung fur beide Wellen recht unterschiedlich sein kann. Dabei ist die Differenz im UV hinter dem Balmersprung immer am groBten (z. B. 56 Ari). Dies konnte qualitativ mit dem Befund bei H D 98088 ubereinstimmen. Zur Klarung dieses Problems ist die Beohachtung von HD 98088 in unserem Zehn-Farbensystem geplant.

G. HILDEBRA~SDT u. a. : Photornetrische und spektrographische Beobachtungen des magnet. Sterns H D 9808s 177

0.5 0.0 0.325 0.5 1.0 0.5 0.80

0.79

0.78

0.77

0.71

0.70

0.69

0.68

0.67

A v

A b

0.71

. 0.70

0.69

0.68

Au

k G + 1

0

- 1

kmJs t 80

t 60

+LO

+ 20

0

- 20

- L O

- 60

Heff

RV

I ' .

I I I .. N

* I . . . . .. .

0. ' 1 I

I '

I . I * I

. . . . . . .. ' 0 4 . I * . I f .*

I I 1 I I

0.5 0.0 0.5 1.0 0.5 P

Abb. I. do, A b , Arc: Eigene Beobachtungen H D 98853 - H D 98088 (Punkte); gestrichelt: Lichtkurve nach MAITZEN (personliche Mitteilung), Die Phase (0.325) einer riiijglichen Bedeckung ist durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet. Hen: Magnetfeldl.qrve nach BABCOCK [3] ; R V : Radialgeschwindigkeitskurve nach ABT u. a. [ z ] ; Kreuze: eigene spektro-

graphische Beobachtungen.

i 3 Astron. Nadir., Bd. 294, H. 4

178 G. HILDEBRANDT u. a. : Photonietrischc und spcktrographische Beobachtungen tLcs Inagnet. Sterns HD $3088

Aus der Arbeit von ABT u. a. [2] kann inan entnehnien, dal3 die Linien von Sr I1 und E u I1 ein primares (Phase 0.35) und ein sekundares (Phase 0.89) Maximum ihrer Intensitat zeigen. Andere, bisher nicht identifizierte Linien variieren mit der gleichen Periode, aber nicht in Phase mit Sr I1 und E u 11. Auch diese Tatsache spricht fur eine kompliziertere Struktur der Oberflache. Die angegebenen Maxima fur die Linienintensitaten der Sr I1 und Eu I1 Linien kommen in ilirer Phasenlage zwar den Extremwerten der u-Lichtkurve ziemlich nahe, stimnien aber mit keinem Extreinwert der Lichtkurveii genau uberein.

Ein Bedeckungslichtwechsel konnte auch von uns nicht festgestellt werden. I n Abb. I ist die von ABT u. a. [ z ] vorhergesagte Phase (0.325) des zu erwartenden Hauptminimurns eingezeichnet. Es IaBt sich leicht abschatzen, daB auch die angenommene Apsidendrehung keine so groBe Phasenanderung bewirken kann, daB man daniit die Minima der u und b Lichtkurven bei der Phase 0.40 erklaren konnte.

Eine Erklarung der Ursachen des Lichtwechsels durch gegenseitige Beeinflussung der beiden Komponenten konnte iiur fur die u-Lichtkurve gefunden werden. Bei den uiii 90' verscliobenen Licht- kurven in b und ZJ mul3ten dann aber Doppelwellen auftreten, es sei denn, es gelange unterscliiedliche Bedingungen fur die Vorder- und Ruckseite des Sterns bezuglich der Bahnbewegung zu finden.

Wir danken E. BARTL und F. BORNGEN fur die Aufnahme der Spektrogramme.

Literatur [I] H. A. ABT, Radial velocity and spectrum of HD 98088. Publ. astr. SOC. Pac. 65.274 (1953). [z] H. A. ABT, P. S. CONTI, A. J. DEUTSCH and G. WALLERSTEIN, The nia~s and other characteristics of the magnc-

[3] H. W. BABCOCK, A Catalog of Magnetic Stars. Astrophys. J . Suppl. 3.141 (No. 30) (1958). 141 Jahresbericht des Astronomischen Institnts Bochum. Mitt. Astron. Ges. 29.10 (1971).

tic star HD 98088. Astrophys. J. 153.177 (1gG8).