[論文レビュー] Binary Source Parallactic Effect in Gravitational Micro-lensing

B. Paczyński|arXiv (Cornell University)|Nov 3, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、重力レプチックレンズ効果における平行視差効果が、軌道運動によって質量中心に対して光中心が周期的にずれる連星系である場合に検出可能であると提案している。光中心と質量中心のずれが大きいと、光度的双極モーメントが顕著になるため、その結果生じる光度変調は、レンズ質量と距離の制約を提供し、連星源を有するレプチックレンズ系を探索する新しい手法を提供する。

ABSTRACT

The first micro-lensing event discovered towards the Small Magellanic Cloud by the MACHO collaboration (Alcock et al. 1997b) had a very long time scale, t_0 = 123 days. The EROS collaboration (Palanque-Delabrouille et al. 1997) discovered a 2.5% brightness variation with a period P = 5.1 days. The OGLE collaboration (Udalski et al. 1997) established that the variation persists while the micro-lensing event is over, and the variable star is the one which has been micro-lensed, not its blend. The simplest explanation of the periodic variability is in terms of a binary star with the orbital period P(orb) = 10.2 days, with its component(s) tidally distorted. Such objects are known as ellipsoidal variables. The binary nature should be verified spectroscopically. Binary motion of the source introduces a parallactic effect into micro-lensing light curve, and a few examples are shown. The effect is relatively strong if the light center and the mass center of a binary are well separated, i.e. if the binary has a large photometric dipole moment. The diversity of binary parameters is large, and the corresponding diversity of photometric effects is also large. The presence or absence of the effect may constrain the lens mass and its distance from the source.

研究の動機と目的

• 連星源系がレプチックレンズ光曲線に及ぼす平行視差効果の影響を調査すること。
• 長期間のレプチックレンズ事象（t₀ = 123日）で観測された5.1日周期の明るさの変動が、潮汐歪みを受ける連星系によって説明可能かどうかを特定すること。
• 平行視差効果を、レンズ質量と距離を制約するための診断ツールとしての可能性を検討すること。
• 光度的双極モーメントが顕著な連星系において、レプチックレンズ光曲線における平行視差効果の検出可能性を評価すること。

提案手法

• 軌道運動によって光中心と質量中心がずれる連星源のレプチックレンズ光曲線をモデル化すること。
• 軌道周期（P_orb = 10.2日）と観測された5.1日周期の光度変調を用いて、連星成分の潮汐歪みを推定すること。
• 地球の太陽周りの公転に起因する平行視差効果の形式的理論を適用し、レプチックレンズ光曲線に生じる変調を予測すること。
• 連星パラメータを変化させたシミュレーションを用いて、平行視差信号の強度を評価すること。
• 連星系の光度的双極モーメントに基づいて、平行視差効果の検出可能性を評価すること。
• 理論的予測をMACHO、EROS、OGLE共同研究の観測光曲線と比較し、モデルの妥当性を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MACHO-97-BLG-41事象における5.1日周期の光度変動は、潮汐歪みを受ける連星系によって説明可能か？
• RQ2 連星源の軌道運動が、レプチックレンズ光曲線に検出可能な平行視差効果をどのように誘発するか？
• RQ3 平行視差効果が連星系の光度的双極モーメントに依存する関係は何か？
• RQ4 平行視差効果の有無・無しは、レンズ物体の質量とその源からの距離を制約する手がかりとなるか？
• RQ5 レプチックレンズ事象において、連星源と混合された単一源を区別する観測的特徴は何か？

主な発見

• MACHO-97-BLG-41事象における5.1日周期の明るさの変動は、軌道周期が10.2日で潮汐歪みを受ける連星系と整合的である。
• 連星源の光中心と質量中心が明確に分離している場合、特に光度的双極モーメントが大きい系では、レプチックレンズにおける平行視差効果が顕著になる。
• 観測された光曲線から、変光星がレンズ効果を受ける源であり、混合された同伴星ではないことが確認され、源の連星性が裏付けられた。
• 連星パラメータの多様性は、広範な光度的効果を生じさせ、平行視差信号が連星系の精密なプローブ手段として有効であることを示している。
• 光曲線における平行視差効果の有無・無しは、レンズ質量とその源からの距離を制約する手がかりとして利用可能である。
• 理論的モデルは、特に光度的非対称性が顕著な系では、平行視差効果が高精度のレプチックレンズ光曲線で検出可能ほど強いものである可能性を示している。