Ekscentryczne układy elipsoidalne w projekcie OGLE

W przeciwieństwie do naszego Słońca, większość gwiazd we Wszechświecie posiada swojego gwiezdnego towarzysza. Badanie takich układów jest kluczowe w wielu gałęziach astrofizyki, ponieważ stanowi to jedną z najprostszych metod wyznaczania ich cech podstawowych, takich jak masy czy promienie obu składników. Już na podstawie tylko danych fotometrycznych istnieje możliwość wyznaczenia wartości parametrów orbitalnych układu podwójnego, ale tylko dla kilku grup gwiazd zmiennych, z których najważniejsze to układy zaćmieniowe oraz zmienne elipsoidalne. Zdecydowana większość dotychczas znanych zmiennych elipsoidalnych ma niemal kołową orbitę, jednak są też i takie z wyraźnie niezerowym mimośrodem. Układy te nazywane są ekscentrycznymi układami (lub zmiennymi) elipsoidalnymi. W literaturze spotyka się je także pod nazwą układów typu heartbeat. Obecnie (tj. w roku 2023) znanych jest około 1500 takich obiektów, z których 991 skatalogowano i przeanalizowano w ramach badań, które są przedmiotem niniejszej rozprawy doktorskiej. Rozprawa doktorska jest podzielona na trzy główne rozdziały. W rozdziale 1 przedstawione zostało kompleksowe wprowadzenie do głównej tematyki pracy. Wprowadzone są niezbędne definicje i konwencje związane z układami podwójnymi, a także zaprezentowane są podstawy teorii oddziaływań pływowych. Opisane zostały źródła danych fotometrycznych, które wykorzystano w analizie, ze szczególnym uwzględnieniem projektu OGLE. W rozdziale 2 przedstawiono metodologię, proces tworzenia i strukturę katalogu oraz omówiono kryteria wyboru kandydatów. Zaprezentowano również krzywe blasku reprezentatywnej próbki obiektów z katalogu oraz omówiono kilka osobliwych przypadków. Podano również informacje o dostępie do danych. W rozdziale 3 przedstawiono przebieg analizy skatalogowanych gwiazd. Opisano proces modelowania krzywych blasku, wpływ różnych czynników na zmiany jasności oraz metodę wykrywania oscylacji wzbudzanych pływowo. Rozdział ten jest zakończony dyskusją na temat uzyskanych wyników. Koniec głównej treści rozprawy stanowi podsumowanie badań, omówienie wpływu stworzonego katalogu na dziedzinę oraz prezentacja kierunku potencjalnych przyszłych badań. Do rozprawy dołączono także dodatki A1 i A2, które zawierają uzupełnienia kilku wyprowadzeń wzorów oraz tabele z danymi.

Contrary to our Sun, most stars in the universe have their own stellar companion. The study of such systems is crucial in many fields of astrophysics, as it provides one of the simplest methods to determine values of fundamental parameters, such as the masses and radii of both components. Based on photometric data alone, it is possible to determine the orbital parameters of a binary system, but only for a few groups of variable stars, the most important of which are eclipsing systems and ellipsoidal variables. The vast majority of the known ellipsoidal variables have an almost circular orbit, but there are also those with a noticeable eccentricity. These systems are referred to as eccentric ellipsoidal variables (or systems), but in the literature, they are also known as heartbeatstars. Currently (i.e., in 2023), approximately 1500 such objects are known, of which 991 have been cataloged and analyzed in the context of the research presented in this doctoral dissertation. The doctoral dissertation is divided into three main sections. In Section 1, a comprehensive introduction to the main topic of the work has been provided. Essential definitions and conventions associated with binary systems are presented, and the basics of the tidal interaction theory are described. The sources of photometric data utilized in the analysis are also detailed, with a particular focus on the OGLE project. In Section 2, the methodology, process of creation, and structure of the catalog are discussed, along with the criteria for candidate selection. The light curves of a representative sample of objects from the catalog are also presented, and several peculiar cases are discussed. Information on data access is also provided. In Section 3, the process of analyzing cataloged stars is presented. The process of modeling light curves, the influence of various factors on brightness variations, and the method of detecting tidally exited oscillations are described. This section concludes with a discussion on the obtained results. The main content of the dissertation ends with a summary of the research, a discussion on the impact of the created catalog on the field, and an outline of potential directions for future research. Additionally, Appendices A1 and A2 are included, which contain supplements to several derivations and tables with data.