Usavršavanje modela tesno dvojnih sistema saglasno sa rezultatima posmatranja visoke preciznosti

Abstract

U disertaciji je predstavljen program za modeliranje dvojnih sistema, Infinity, koji kombinuje tradicionalne principe modeliranja (Roche-ova geometrija, von Zeipel-ov zakon raspodele temperature, itd), sa novim metodama za geometrijsku reprezentaciju sistema. Proučavanje tesno dvojnih zvezda ima dugu tradiciju u Srbiji, pre svega zahvaljujući radu dr Gojka Đuraševića. Program predstavljen u ovoj disertaciji je baziran na njegovom programu za modeliranje aktivnih tesno dvojnih sistema sa akrecionim diskom (Đurašević, 1991) i donosi nekoliko značajnih poboljšanja, koja se mogu svrstati u dve grupe: U prvoj grupi su poboljšanja koja se odnose na generalizaciju modela. Pre svega, novi program je moguće primeniti i na sisteme sa ekscentričnim orbitama. Moguće je računanje i rešavanje inverznog problema za krive radijalnih brzina. Razvijen je nov algoritam za određivanje vidljivih delova komponenata tokom pomračenja koji omogućava preciznije modeliranje krivih sjaja adaptivnom podelom u regionu pomračenja. Takođe omogućava generalizaciju geometrijskog modela akrecionog diska, koji može biti koničnog ili toroidalnog oblika. Druga grupa unapređenja se odnosi na modeliranje fizičkih procesa na komponentama. Najznačajnija promena se odnosi na računanje izlaznog fluksa zračenja. Naime, u Đuraševićevom programu se pretpostavlja da elementarne ćelije zrače kao apsolutno crno telo, dok se u ovom programu svakoj ćeliji pripisuje jednodimenzionalni Kurucz-ov model zvezdane atmosfere koji je izveden pod pretpostavkom lokalne termodinamičke ravnoteže. Poboljšan je i tretman uticaja fotometrijskih filtera na izračunatu krivu sjaja. Takođe je proširena lista podržanih filtera. Dvojni sistem se opisuje Roche-ovim modelom. On pretpostavlja da su kretanje i oblik komponenata određeni superpozicijom gravitacione i centrifugalne sile, dok se sve ostale interakcije zanemaruju. Zvezde se tretiraju kao materijalne tačke (tzv. aproksimacija centralne kondenzacije), pa se njihova unutrašnja struktura ne uzima u obzir...

The dissertation presents a program for modeling binary systems, Infinity, which combines the traditional principles of modeling (Roche geometry, von Zeipel’s law of temperature distribution and so forth) with a novel geometrical representation of the system. The study of binary stars has a long tradition in Serbia, mostly due to the research done by dr Gojko Đurašević. The program presented in the dissertation is based on his program for modeling of active close binary systems with an accretion disk (Đurašević, 1991) and brings several significant improvements that can be classified in two categories: The first group of improvements has to do with generalizing the model. First and foremost, the new program is applicable to systems with eccentric orbits, and is capable of computing and solving the inverse problem for radial velocities. It also features a new algorithm for determining which elements of the stellar surface are visible during the eclipse. The new algorithm allows for computing the light curves with greater precision using a method of ‘adaptive subdivision’ in the region of eclipse. The geometrical aspects of modeling the accretion disk are also improved and now include the possibility to create both conical and toroidal disks. The second group of improvements is related to the modeling of physical processes on the binary system components. The most significant change is in the way the emergent flux is calculated. Namely, the Đurašević program assumes that the elements of stellar surface produce blackbody radiation, while the new program assigns a one-dimensional Kurucz stellar atmosphere model calculated under the LTE assumption. Improvements are also made in the treatment of the influence of photometric filters on the calculated light curve, and the list of supported filters is extended. A binary system is described by the Roche model, which assumes that the motion and shape of the components are determined by the superposition of gravitational and centrifugal forces, while all the other interactions are neglected. The stars are treated as point masses (under the assumption of total central condensation), so their internal structure is not considered...