Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Изучение отклонения структуры протопланетных дисков от осевой симметрии важно для понимания их динамики и процесса образования планет. Детали структуры на масштабах единиц и десятков астрономических единиц доступны прямому изучению, исследование свойств более мелких деталей требует разработки и применения новых, оригинальных методов. Работа со спектральными архивами крупных телескопов позволила нам доказать, что пылевые облака вблизи молодой звезды CQ Tau и некоторых других имеют клочковатую структуру. Удачное расположение пылевого сгустка в проекции на звездный диск позволило определить его размер, который не превышает половину радиуса звезды. Идея о том, что звездный диск затмевается пылевыми облаками неравномерно, появилась относительно недавно, и первые попытки её подтверждения по эффекту Росситера-Маклафлина (Р-М) не дали однозначного результата. В нашем исследовании показано, что возникающие при неоднородном затмении искажения в профилях линий имеют более сложную форму, чем при эффекте Р-М в затменных двойных, из-за более сложной геометрии облаков. Нами разработан метод конвертации искажений профиля в коэффициент эффективного ослабления участков звездной поверхности, имеющих одинаковую лучевую скорость. Такая конвертация может быть проведена по каждому профилю по отдельности или для целой группы линий одновременно. Мы показали, что распределение коэффициента ослабления по звезде, найденное по одним спектральным линиям, воспроизводит профили и всех других линий в небольшом спектральном диапазоне, в котором оптические свойства пыли меняются незначительно. Открытое нами наличие пылевых сгустков вокруг молодых звезд в перспективе позволит установить направление их движения, для чего необходимо применить разработанный нами метод к серии спектральных наблюдений, что позволит прояснить природу их происхождения (пылевой ветер, закрученный пылевой ветер, азимутальные неоднородности протопланетного диска).

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Переменная поляризация - это одно из первых обнаруженных свойств молодых звезд. В рамках общепринятой теория поляризация генерируется при рассеянии на околозвездной пыли, присутствующей в аккрецирующем на звезду протопланетном диске. Нерегулярная структура этой пыли и ее движение вызывает вариации поляризации и потока. Несмотря на значительный прогресс в наблюдениях молодых звезд с высоким разрешением, до сих пор редки работы в которых переменный источник поляризованного излучения был локализован в пространстве. Молодая звезда RW Aur A демонстрировала необычно большой уровень поляризации во время ослаблений блеска в 2015-2018 гг. Ослабления вызывались предположительно усилением запыленного ветра - истечения вещества с поверхности протопланетного диска. В наших наблюдениях, выполняемых с высоким угловым разрешением, мы обнаружили что часть поляризованного потока генерируется на расстоянии 5-10 астрономических единиц от звезды, в области запыленного ветра. Однако мы показали также что рядом со звездой есть точечный источник поляризованного излучения, разрешить который не удалось. Его природа является предметом дальнейших исследований. Мы также продолжали работу над методом характеризации пылевых облаков экранирующих звезду по спектрах высокого разрешения. Разработан и протестирован алгоритм восстановления распределения поглощения в таких облаках. Сформулированы требования к наблюдательному материалу, в соответствии с которыми подана заявка на проведение спектральных наблюдений в конце 2022 года. Применение разработанного метода к реальным наблюдениям позволит определить скорость и направление движения пылевых структур относительно оси вращения звезды. Имеющийся архивный материал показал появление в спектре в момент прохождения пылевого облака линий нейтрального калия с лучевой скоростью, соответствующей движению околозвездного газа (вероятно связанного с затмевающей пылью) к звезде, что является новой и неожиданной информацией об околозвездных пылевых облаках.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Пространственная структура протопланетных дисков имеет характерные угловые размеры от 1 миллисекунды дуги до 1 секунды дуги. Таким образом, для ее исследования в видимом диапазоне требуются методы, позволяющие преодолевать влияние атмосферной турбулентности: адаптивная оптика, либо пассивные методы достижения дифракционного разрешения. В видимом диапазоне в излучении диска доминирует рассеянное излучение звезды, при его анализе предпочтительно применять методы дифференциальной поляриметрии, имеющие более высокую точность чем аналогичные методы измерения полной интенсивности/полного потока. В данном проекте мы применяем разработанный нами метод дифференциальной спекл-поляриметрии. Отличием дифференциальной спекл-поляриметрии от “обычной” поляриметрии является то что мы оперируем с Фурье-образами изображений, а не с самими изображениями. Применение дифференциальной поляриметрии позволяет достичь дифракционного разрешения телескопа на этапе обработки данных. В случае 2.5-м телескопа КГО ГАИШ, на котором мы применяем метод, дифракционное разрешение составляет 50 миллисекунд дуги. Высокое разрешение позволило нам исследовать структуру запыленного дискового ветра молодой звезды RW Aur A, а также показать отсутствие значимого изменения морфологии спирального узора в диске CQ Tau. Нами показано что применение дифференциальной спекл-поляриметрии оказывается предпочтительным и для систем адаптивной оптики, которые исправляют атмосферные искажения в реальном времени и формируют на детекторе изображение близкое к дифракционному. Для адаптивной оптики характерны весьма сложные оптические схемы, имеющие множественные косые отражения. Несколько лет назад вначале теоретически, а затем и на практике было показано что в подобных системах возникают так называемые поляризационные аберрации - эффект зависимости инструментальной поляризации от положения луча в зрачке. Поляризационные аберрации ограничивают достигаемый с помощью адаптивной оптики контраст на малых расстояниях от звезды. На примере данных, получаемых с помощью системы адаптивной оптики VAMPIRES/SCExAO, работающей на 8-м телескопе Subaru, мы показали что дифференциальная спекл-поляриметрия позволяет устранить влияние поляризационных аберраций. В будущем этот режим прибора VAMPIRES/SCExAO будет применен для исследования протопланетных дисков и оболочек звезд на поздних стадиях эволюции с угловым разрешением 20 миллисекунд дуги. Разработанный в предыдущий период метод двухмерного картирования затмевающих облаков на просвет тестировался и совершенствовался в условиях наличия различного рода систематических искажений спектра. На телескопе CFHT был получен новый спектр звезды CQ Tau в её ярком состоянии. Особенностью этого спектра является полное отсутствие узкой составляющей в линиях нейтрального калия, таким образом, можно сделать вывод, что эта линия полностью формируется в затмевающем звезду облаке, и несет информацию о его кинематике. Анализ профиля линии показал, что затмевающие облака в декабре 2012 года имели лучевую скорость, направленную к звезде.