Observations and modeling of classical Be stars

Abstract

Jasnost a blízkost mnoha klasických Be hvězd z nich dělá vhodné laboratoře pro studium fyziky astrofyzikálních disků. Be hvězdy jsou také mezi nejpopulárnějšími objekty studovanými optickými a infračervenými interferometry, které jsou schopny plně rozlišit jejich okolohvězdné disky, čemuž vděčíme za mnoho z nedávných pokroků v našem chápání těchto záhadných objektů. Současná shoda je, že klasické Be hvězdy vyvrhují hmotu z hvězdného povrchu do Keplerovských oběžných drah, takže dochází k tvorbě disku, jehož následný vývoj je určen turbulentní viskozitou, jež je základem tzv. viskózního dekrečního diskového (VDD) modelu. Mezi hlavními výsledky této práce je možná nejlépe specifikovaný model konkrétní Be hvězdy β CMi. Předpovědi VDD modelu byly porovnány také s radiovými pozorováními, které umožnily první určení fyzického rozsahu Be disku. Tento výsledek následně vedl k detekci hvězdného společníka, který osekává vnější části disku slapovými silami. Rozšíření vzorku o pět dalších objektů vedlo k odhalení podobné struktury vnějších disků ve všech objektech. Z možných vysvětlení je nejuspokojivější scénář, v němž jsou Be disky ovlivněny (neviditelnými) společníky mnohem častěji, než se doposud myslelo.

The brightness and proximity of many classical Be stars makes them perfect laboratories for studying the physics of astrophysical disks. They are also among the most popular targets for optical/IR interferometers, which are able to fully resolve their circumstellar disks, to which much of the recent progress in our understanding of these enigmatic objects is owed. The current consensus is that classical Be stars eject material from the stellar surface into Keplerian orbits, thus forming a disk, whose subsequent evolution is governed by turbulent viscosity, which is the basis of the so-called viscous decretion disk (VDD) model. Among the main results of the present work is arguably the best-constrained model of a particular Be star β CMi. The VDD predictions were confronted also with radio observations, which allowed for the first determination of the physical extent of a Be disk. This result subsequently led to the detection of a binary companion, which is truncating the disk by tidal forces. Extending the sample to include five more targets led to revealing a similar outer disk structure in all of them. The range of explanations includes the most plausible scenario, in which the truncation of Be disks by (unseen) companions is much more common than previously thought.