[論文レビュー] 76 mas speckle-masking interferometry of IRC+10216 with the SAO 6m telescope: Evidence for a clumpy shell structure

G. Weigelt, Yu. Yu. Balega+4 more|arXiv (Cornell University)|May 4, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、SAO 6m望遠鏡を用いたスペーキルマスキング干渉計法により、炭素星IRC+10216の最初の76 mas解像度のK'-バンド画像が得られた。この画像は、星から210 mas以内に5つの明確な雲が解像された非常にクラッピーなほこりの殻を明らかにし、星の大気中の大規模な対流セルによって駆動される可能性の高い不均一な質量放出の直接的証拠を示している。

ABSTRACT

We present the first K'-band image of the carbon star IRC+10216 with 76 mas resolution. The diffraction-limited image was reconstructed from 6m telescope speckle data using the speckle masking bispectrum method. The image shows that the dust shell of IRC+10216 is extremely clumpy. Five individual clouds within a 210 mas radius of the central star have been resolved for the first time. On the basis of consistent theoretical models we argue that these structures are produced by circumstellar dust formation. The fragmentation of the shell structure gives most likely direct evidence for an inhomogeneous mass-loss process which may be interpreted in terms of large-scale surface convection-cells (Schwarzschild 1975) being a common phenomenon for red giants.

研究の動機と目的

• IRC+10216のK'-バンドでの高解像度画像撮影を行い、その周囲星間環境を研究すること。
• この進化した炭素星のほこりの殻の形状および構造を調査すること。
• 観測された構造が不均一な質量放出プロセスと整合しているかどうかを特定すること。
• 赤色超巨星におけるほこり形成および殻の破壊に関する理論モデルを検証すること。

提案手法

• 大気の乱流を克服するために、SAO 6m望遠鏡で得られた短時間露光画像にスペーキルマスキング干渉計法を適用した。
• 位相誤差を最小限に抑えるために、バイスペクトル法を用いて、スペーキルデータから diffraction-limited 画像を再構成した。
• 解像度を向上させるとともにノイズを低減するために、最大尤度アルゴリズムを用いて画像再構成を行った。
• 最終的な画像は76 masの空間解像度で得られ、望遠鏡の diffraction limit に近づいた。
• この手法により、大気の劣化にもかかわらず、周囲のほこりの殻内の微細構造を検出できた。
• 理論的モデリングを用いて、観測されたクラッピーな特徴を不均一な質量放出の証拠として解釈した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IRC+10216の周囲のほこりの殻の詳細な形状は、サブアーキセコンド解像度でどうなっているか？
• RQ2 ほこりの殻に観測された構造は、不均一な質量放出プロセスと整合的か？
• RQ3 スペーキルマスキング干渉計法は、明るい炭素星の周囲のほこり凝集体を個々に解像できるか？
• RQ4 観測されたほこりのクラッピー分布を生じる物理的メカニズムは何か？
• RQ5 観測された構造は、ほこり形成および殻の破壊に関する理論モデルとどのように比較できるか？

主な発見

• スペーキルマスキング干渉計法を用いて、IRC+10216の最初のdiffraction-limited K'-バンド画像が76 mas解像度で得られた。
• 中心星の210 mas以内に5つの明確なほこりの雲が解像され、クラッピーな殻構造が示された。
• ほこりの殻のクラッピーな形状は、周囲星間環境における不均一な質量放出の直接的証拠を示している。
• 観測された構造は、大規模な対流セルによって引き起こされる周囲ほこり形成の理論モデルによって最もよく説明できる。
• 殻構造の破壊は、赤色超巨星の表面対流セルが局所的または断続的な質量放出を駆動しているという考えを支持する。
• 結果は、進化した星における質量放出が一様ではなく、離散的かつ局所的な出来事として発生することを示唆する仮説と整合的である。