[論文レビュー] Absolute dimensions of eclipsing binaries. XXIV. The Be star system DW Carinae, a member of the open cluster Collinder 228

J. Southworth, J. V. Clausen|ArXiv.org|Oct 13, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 53被引用数 40

ひとこと要約

本研究では、ストルムグレンフォトメトリーと高分解能分光法を用いて、散開星団コリンダー228に属する日食型B型連星DWケンタウリの正確な絶対的パラメータを提示する。光曲線モデリングと分光的分離、径速度解析を組み合わせることで、質量（11.34 ± 0.12 M☉ および 10.63 ± 0.14 M☉）、半径（4.558 ± 0.045 R☉ および 4.297 ± 0.055 R☉）、効果的温度（27,900 ± 1,000 K および 26,500 ± 1,000 K）、および距離モジュラス（12.24 ± 0.12 mag）が導かれた。これにより、コリンダー228における最初の経験的年齢（約6 Myr）と金属量（Z ≈ 0.01）の決定が可能になった。

ABSTRACT

DW Carinae is a close but detached early B-type eclipsing binary in the young open cluster Cr 228. We have measured accurate physical properties of its components (masses and radii to 1%) and used these to derive the age, metallicity and distance of Cr 228. The rotational velocities of both components of DW Car are high, so we have investigated the performance of double-Gaussian fitting, one- and two-dimensional cross-correlation and spectral disentangling for measuring radial velocities in the presence of strong line blending. Gaussian and cross-correlation analyses require substantial corrections for the effects of line blending, which are only partially successful for cross-correlation. Disentangling is to be preferred because it does not assume anything about the shapes of spectral lines, and is not significantly affected by blending. Complete Stromgren uvby light curves have been obtained and accurate radii have been measured from them using the Wilson-Devinney program, constrained by an accurate spectroscopic light ratio. The Teffs and reddening have been found from Stromgren photometric calibrations. The masses and radii of DW Car are M_A = 11.34 +/- 0.12 Msun, R_A = 4.558 +/- 0.045 Rsun, M_B = 10.63 +/- 0.14 Msun and R_B = 4.297 +/- 0.055 Rsun. The Teffs are Teff_A = 27900 +/- 1000 K and Teff_B = 26500 +/- 1000 K, and the reddening is E(b-y) = 0.18 +/- 0.02 mag. Using empirical bolometric corrections we find a distance modulus of 12.24 +/- 0.12 mag for DW Car, which is in agreement with, and more accurate than, literature values for Cr 228. A comparison between the properties of DW Car and theoretical predictions is undertaken in the mass--radius and mass--Teff diagrams. Good agreement is found for an age of about 6 Myr and a metal abundance of Z approx 0.01 (abridged).

研究の動機と目的

• 日食型分離連星DWケンタウリの絶対的物理的パラメータを高精度で特定すること。
• 星団コリンダー228への連星の所属関係を活用し、星団の年齢、金属量、距離を独立して導出すること。
• 共evolutionを示す共通の年齢と金属量を持つ星団系における理論的星の進化モデルの正確性を、実測データと照合して検証すること。
• 高速回転による強い線の重ね合わせが生じる状況下で、分光的径速度測定手法の性能を評価・比較すること。

提案手法

• 完全なストルムグレン uvby 光曲線を取得し、ウィルソン＝デヴィニー・プログラムを用いてモデリングすることで、半径および軌道パラメータを導出。
• 高分解能FEROS分光データに分光的分離を適用し、線形 PROFILE の仮定を避けた径速度を導出。
• 二重ガウスフィッティングと1次元および2次元相互相関を検証したが、線の重ね合わせを補正するのに顕著な修正が必要であることが判明。
• 局所的最小値を回避するため、正確な分光的光比を用いてウィルソン＝デヴィニー解を制約。
• ストルムグレンフォトメトリーのキャリブレーションから効果的温度を導出し、赤方偏移 E_{b-y} = 0.18 ± 0.02 を使用。
• 経験的ボロメトリック補正を用いて距離モジュラスを計算し、文献値と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 日食連星DWケンタウリの成分の正確な質量、半径、効果的温度は何か？
• RQ2 連星系から導かれるコリンダー228星団の距離、年齢、金属量は何か？
• RQ3 高速回転する星に線の重ね合わせが生じる状況で、異なる分光的径速度測定手法はどのように性能を示すか？
• RQ4 与えられた年齢と金属量に対して、理論的星の進化モデルはDWケンタウリの観測された性質とどの程度一致するか？
• RQ5 周囲星間物質の寄与は光曲線に及ぼす影響は何か？また、これにより導出された物理的パラメータに影響を与えるか？

主な発見

• DWケンタウリの成分Aの質量は11.34 ± 0.12 M☉、半径は4.558 ± 0.045 R☉ である。
• 成分Bの質量は10.63 ± 0.14 M☉、半径は4.297 ± 0.055 R☉ である。
• 効果的温度はAが27,900 ± 1,000 K、Bが26,500 ± 1,000 K であり、ストルムグレンフォトメトリーのキャリブレーションから導出された。
• DWケンタウリの距離モジュラスは12.24 ± 0.12 mag であり、従来の文献値と整合的で、より高い精度を有する。
• 星団コリンダー228の年齢は約6 Myr、金属量はZ ≈ 0.01 であり、モデル比較に基づく。
• 分光的分離は、線の重ね合わせが顕著な状況下で、相互相関やガウスフィッティングを上回る信頼性の高い径速度を提供する。