Variability of optical and X-ray spectra of Gamma Cassiopeia stars
А. Ф. Холтыгин, E. B. Ryspaeva, И.Ф. Якунин, O. A. Tsiopa
Abstract
Звезды типа γ Cas (γ Cas analogs) относятся к малой группе Be звезд с высокой рентгеновской светимостью 10 31 − 10 33 эрг/с и аномально высокой температурой, излучающей в рентгеновском диапазоне плазмы в 10–20 кэВ и более в предположении о полностью тепловом рентгеновском излучении. Представлены результаты анализа оптических спектров γ Cas по программе наблюдений на БТА «Переменность профилей линий в спектрах OBA-звезд и природа их рентгеновского излучения» и исследование архивных рентгеновских спектров этой звезды по наблюдениям 2010 и 2014 г. на спутнике XMM-Newton. Обнаружена переменность профилей линий в оптических спектрах и перемен- ность оптического блеска звезды γ Cas на шкалах от минут до часов. Предположено, что переменность на минутных шкалах связана с высокими модами нерадиальных пульсаций звезд этого типа. Периоды оптической и рентгенов- ской переменности оказались близки, что позволяет высказать гипотезу о модуляции структуры ветра в результате нерадиальных фотосферных пульсаций. Аномально жесткое рентгеновское излучение звезд типа γ Cas может быть объяснено в рамках гипотезы о вкладе возможного нетеплового рентгеновского излучения, возникающего вследствие обратного комптоновского рассеяния УФ фотонов на релятивистских электронах. Stars of the γ Cas type (γ Cas analogs) belong to a small group of Be stars with a high X-ray luminosity of 10 31 − 10 33 erg/s and an anomalously high temperature of the plasma emitting in the X-ray range of 10–20 keV or more, assuming a completely thermal X-ray emission. The results of the analysis of the optical spectra of γ Cas under the program of observations on the BTA “Line profile variability in the spectra of OBA stars and the nature of their X-ray emission” and the results of a study of the archival X-ray spectra of this star in 2010–2014 based on observations on the XMM-Newton satellite are presented. The variability of the line profiles in the optical spectra and the variability of the X-ray brightness of the γ Cas star on scales from minutes to hours are found. It is assumed that the minute scale variability is associated with high modes of non-radial pulsations of stars of this type. The periods of optical and X-ray variability turned out to be close, which allows us to hypothesize that the wind structure is modulated as a result of non-radial photospheric pulsations. The anomalously hard X-ray emission from such stars can be explained in terms of the contribution of possible non-thermal X-ray emission resulting from Compton backscattering of UV photons by relativistic electrons.