[論文レビュー] B[e] supergiants: What is their evolutionary status?

N. Langer, Alexander Heger|arXiv (Cornell University)|Nov 25, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、原始星から発生する回転が臨界に近い非常に質量の大きな主系列星、赤超新星から遷移した青超新星、および近接連星系からの単一星合体残骸の3つのメカニズムを検討することで、B[e]超新星（大質量で高温の星であり、周囲に円盤を持つもの）の進化的起源を星の進化モデルを用いて調査している。主な貢献は、これらのシナリオがHertzsprung-Russell図、円盤質量の時間的変化、および段階の持続時間において明確に異なる観測的特徴を予測することであり、これにより将来的な観測的区別が可能になることである。

ABSTRACT

In this paper, we investigate the evolutionary status of B[e]~stars from the point of view of stellar evolution theory. We try to answer to the question of how massive hot supergiants --- i.e. evolved stars --- can be capable of producing a circumstellar disk. We find and discuss three possibilities: very massive evolved main sequence stars close to critical rotation due to their proximity to their Eddington-limit, blue supergiants which have just left the red supergiant branch, and single star merger remnants of a close binary system. While the latter process seems to be required to understand the properties of the spectroscopic binary R4 in the LMC, the other two scenarios may be capable of explaining the distribution of the B[e] stars in the HR~diagram. The three scenarios make different predictions about the duration of the B[e]~phase, the time integrated disk mass and the stellar properties during the B[e]~phase, which may ultimately allow to distinguish them observationally.

研究の動機と目的

• B[e]超新星の進化的状態を特定すること。B[e]超新星は高温のスペクトル型と周囲の円盤を示す。
• 大質量で進化した高温の超新星が、ほこりを含む周囲円盤を生成・維持できるメカニズムのパラドックスを解明すること。
• HR図における観測されたB[e]星の分布を説明できる、競合する進化経路を評価すること。
• 提案された形成メカニズムを区別する観測的判別基準（段階の持続時間、円盤質量の時間的変化、星の性質など）を特定すること。

提案手法

• 異なる初期条件の下で、大質量星の主系列後進化を模擬する星の進化モデルを用いる。
• 回転混合およびEddington限界に近い回転の役割を分析し、それが円盤形成に与える影響を評価する。
• 赤超新星領域から最近脱出した青超新星の進化軌道を計算する。
• 近接連星系からの合体残骸を、連星進化コードを用いてモデル化し、観測されたB[e]超新星に類似しているかを評価する。
• HR図と既知のB[e]星（例：LMCのR4）の円盤特性からの観測的制約と、モデルを比較する。
• 各シナリオについて、B[e]段階の持続時間、時間積分された円盤質量、および段階中の星のパラメータに関する予測を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非常に質量の大きな、臨界に近い回転をしている主系列星は、観測されたB[e]超新星の特徴を説明できるか？
• RQ2 赤超新星領域から最近脱出した青超新星は、HR図における観測されたB[e]星の分布を再現できるか？
• RQ3 近接連星系からの単一星合体残骸は、LMCのスペクトル的B[e]連星R4の性質を説明する有効な説明であるか？
• RQ4 各提案された進化経路に特徴的な観測的特徴（段階の持続時間、円盤質量の時間的変化など）は何か？
• RQ5 将来的な観測によって、予測された特徴に基づいて3つの提案された進化シナリオを区別できるか？

主な発見

• 非常に質量が大きく、臨界に近い回転をしている主系列星のシナリオは、高回転速度での質量放出と円盤形成が強化されることを踏まえ、B[e]超新星形成の説明に妥当である。
• 赤超新星領域から遷移した青超新星は、HR図における観測されたB[e]星の分布を再現できる。
• スペクトル的B[e]連星R4の性質を説明するには、単一星合体残骸が必要である。
• 臨界回転、赤超新星からの遷移、合体残骸という3つの提案されたシナリオは、それぞれB[e]段階の持続時間と時間積分された円盤質量について明確に異なる予測を示す。
• これらの予測された観測量の違いは、3つの形成メカニズムを観測的に区別するための道筋を提供する。