L'ultima mia osservazione di CH Cygni

[Paolo Maria Ruscitti]

Con un po' di ritardo non vlouto. La mia osservazione risale al 25 giugno.

CH Cyg è una simbiotica che può essere definita unica. Presenta lunghi periodi di quiescenza di difficile interpretazione. Inoltre osservazioni spettroscopiche e radio hanno fatto nascere il sospetto che non si tratti di un semplice sistema binario, ma che probabilmente esista un terzo corpo, una piccola stella di Sequenza Principale.

In realtà sono stati proposti tre modelli:

Modello a tre stelle. Il sistema non dovrebbe essere ad eclisse ed in base a 13 anni di studio e di misurazioni spettroscopiche ad alta risoluzione nell’infrarosso, CH Cyg mostrerebbe una coppia interagente le cui componenti sono una gigante di classe M7 III (semiregolare) ed una nana bianca di accrescimento in orbita con un periodo di 2,07 anni, più una stella nana di classe G-K in sequenza principale ruotante intorno alla coppia con un periodo di circa 14, 5 anni;

Modello ad eclisse. Altre evidenze osservative sembrerebbero suggerire per CH Cyg un modello a tre stelle formato da una coppia simbiotica (gigante rossa e compagna calda), più una terza componente, una gigante rossa, in orbita con un periodo di 14,5 anni che eclissa la coppia.

Modello a risonanza. Questo modello tenta di spiegare il comportamento simbiotico di CH Cyg iniziato nel 1963 ed ancora oggi in atto. Il modello prevede un sistema binario stretto che orbita attorno ad una nana bianca. Il sistema binario sarebbe composto da una gigante rossa ed una stella di classe non nota. L’idea di base è la seguente: l’orbita del sistema binario dovrebbe avere una grande inclinazione (almeno 40°) rispetto all’orbita della nana bianca. Un tale sistema dinamico non può mantenere costante l’inclinazione e l’eccentricità dell’orbita del sistema binario, ma andrebbe incontro ad un fenomeno detto risonanza di Kozai. Quando l’eccentricità raggiunge un certo limite, la gigante rossa inizia ad espellere materia che cade sulla nana bianca innescando l’outburst. Secondo questo modello l’eccentricità è andata aumentando durante il secolo scorso, portando CH Cyg a diventare una simbiotica.

Veniamo alla misura che ho effettuato a fine giugno. Nell’immagine qui sotto vedete il campo ripreso con la mia strumentazione. La stella con etichetta in rosso, la AUID 000-BGC-594 è la stella di confronto che ho utilizzato per la determinazione della magnitudine di CH Cyg. Questa stella ha magnitudine in banda V pari a 6,506.



I frame li ho ottenuti attraverso la strumentazione principale del mio osservatorio:

Data 25 giugno 2015, ora 21h 38m (Data Giuliana JD: 2457199,31806)
telescopio newton 200/1000 su EQ6
camera CCD Atik 314L+
filtro fotometrico banda V
software di controllo Cartes du Ciel
software di acquisizione ed elaborazione Astroart

Dopo la calibrazione, la riduzione fotometrica mi ha portato a determinare per CH Cyg la seguente magnitudine (tra parentesi la stima dell’errore):

CH Cyg – magnitudine V 7.01 (0,05)

[Paolo]

Grande Paolo! Grazie per i dettagli (hai le date dei tre modelli proposti?) e complimenti per la precisa misurazione. Un'altra domanda, la stella di confronto ha un nome particolare, e' un catalogo speciale per le stelle standard? Dalla posizione sembra la HIP 95603 o HD 182691. Non trovo pero' il cross-reference con la tua sigla neanche sul Simbad (ho sbagliato stella?). Infine... mandi le tue misure a qualche centro di raccolta? Compariranno su AAVSO?

Paolo

[Paolo Maria Ruscitti]

Ciao Paolo.
Il primo modello è stato proposto nel 1993 da Hinkle a altri, il secondo nel 1996 da Skopal a altri, mentre il terzo è stato proposto nel 1998 da Mikkola e Tanikawa che lo definirino "modello Hinkle modificato" per ovvie ragioni.

La stella di confronto è la HD182691 come hai giustamente dedotto. Il nome "strano" che ho utilizzato è quello relativo al catalogo AAVSO standard, formato da stelle di confronto lungamente osservate (e da più osservatori) per stabilirne le caratteristiche "sicure" di non varibilità. Si possono trovare qui:

https://www.aavso.org/vsx/

Le misure le invio al centro AAVSO che dopo verifica le rende disponibili nel DB. Utilizzando il link che segue ed inserendo il mio codice identificativo AAVSO (RPAA) si può ottenere la lista validata delle mie osservazioni.

https://www.aavso.org/apps/webobs/search/

[Paolo]

Ottimo Paolo, davvero un'attivita' interessante!

Grazie per le delucidazioni. E' utile avere una conferma della non-variabilita' delle stelle anche per la spettroscopia, provero' a fare un controllo sulle stelle del catalogo Miles che usiamo come riferimento spettrale. Queste vengono usate a volte per la calibrazione in flusso assoluto ma le stelle del catalogo non sono state espressamente scelte per questo scopo.

Per quanto riguarda i modelli di CH Cyg segnalo un paio di ipotesi piu' recenti di cui ci ha parlato Agustine Skopal in un bollettino ARAS (che alla fine non stravolgono le precedenti).

Lo stesso Hinkle (et al. 2009, ApJ, 692, p. 1360) conferma i due periodi trovati in precedenza e revisiona i loro valori a 15.6 +/- 0.1 e 2.05 anni, sostenendo pero' che il sistema e' composto solamente da due stelle, una nana bianca di 0.7 masse solari e una gigante rossa di 2 volte la massa del Sole, orbitanti con il periodo lungo (15.6 anni). Il periodo piu' corto di 2.05 anni sarebbe in relazione non ad una terza stella ma a pulsazioni non radiali della gigante.

Nel successivo studio di Pedretti et al. (2009, MNRAS, 397, p. 325), CH Cyg e' stata osservata con l'interferometro (Infrared Optical Telescope Array interferometer & Keck-I telescope) che ha rilevato una asimmetria della immagine stellare modulata con un periodo di 2.1 anni. In base a queste osservazioni si ritiene che la pulsazione da sola non e' in grado di spiegare il fenomeno e la variazione di luminosita' associata. Si torna quindi all'ultimo modello triplo composto da una gigante fredda (tipo M) ed una debole compagna che assieme orbitano attorno ad una nana bianca con periodo di 15.6 anni. Alla luce di queste osservazioni il modello viene "consolidato" l'anno successivo da Mikolajewska et al. (2010, MNRAS, 403, L21).

Ho messo consolidato tra vigolette perche', secondo l'autorevole Skopal, la configurazione stellare rimane ancora oggi, nel 2015, un grande mistero.

Chissa' se le nostre modeste osservazioni riusciranno ad aggiungere un pur piccolo "tassello" per aiutare a comprendere meglio la stella. Sarebbe bello...

Paolo

[Paolo Maria Ruscitti]

Grazie Paolo per aver introdotto i due nuovi modelli per la CH Cyg.

In effetti questo sistema è ancora una bella incognita, molte cose sono state "comprese", ma un'ultima parola (o quasi! ) ancora non la si riesce a dare.

Chissa' se le nostre modeste osservazioni riusciranno ad aggiungere un pur piccolo "tassello" per aiutare a comprendere meglio la stella. Sarebbe bello...

Durante un colloquio via email con un ricercatore americano che utilizza continuamente la banca dati AAVSO ed il supporto dei fotometristi amatoriali, ho avuto conferma del fatto che hanno a disposizione veramente delle ridotte "finestre temporali" per l'utilizzo di strumentazione avanzata e professionale, a partire dal HST, per finire con i telescopi terrestri. Spesso, quindi, non riescono a portare avanti certi tipi di osservazioni, soprattutto quelle rapide, mordi e fuggi e non programmate con mesi di anticipo se non anni. Quindi, mi diceva, l'utilizzo di dati derivanti da osservazioni amatoriali, se queste sono fatte con una certa competenza e necessaria attenzione, sono spesso importantissimi e determinano l'esito e la programmazione di osservazioni professionali.

[LFranco]

Ciao Paolo Maria,
hai mai provato ad acquisire una sequenza fotometrica su CH Cyg ?
Se lo spettro si muove velocemente (ordine temporale di minuti), anche la fotometria ne dovrebbe riflettere i cambiamenti. In particolare con una sequenza di diverse ore e con pose di pochi minuti (compatibilmente naturalmente con un buon S/N) dovrebbe essere possibile osservare delle variazioni quasi-periodiche dell'ordine di 20-30-40 minuti. Per l'analisi del periodo nel dominio delle frequenze si può utilizzare Peranso (http://www.peranso.com/ la licenza costa poco) o Period04 (https://www.univie.ac.at/tops/Period04/ gratuito).

Qualche anno fa analizzai i dati fotometrici di TT ARI (variabile cataclismica) e si potevano osservare e misurare variazioni quasi periodiche di 20-30 minuti con ampiezze inferiori al decimo di magnitudine.

Ciao
Lorenzo Franco

[Paolo Maria Ruscitti]

Grazie Franco per l'interessantissimo suggerimento. Non ho mai effettuao questo tipo di osservazione per motivi di tempo. Negli ultimi anni con due bimbi piccoli è diventato difficile trovare le ore "libere" per la notte (tra le altre cose questo è il motivo per cui sto lavorando all'automazione dell'intero processo osservativo e dell'osservatorio stesso, ma questa è un'altra storia che vi racconterò in seguito).
Però conto di seguire il tuo consiglio quanto prma, anche perché ho comunque in programma un'osservazione di questo genere entro pochi giorni su un'altro target, vi terrò informati.
Grazie ancora.