[論文レビュー] Calcium Emission in Interacting Binary Be Stars

P. Koubský, L. Kotková+8 more|arXiv (Cornell University)|May 10, 2012

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、オンドレヨフ2m望遠鏡の分光データを用いて、Be星におけるカルシウムII赤外三重線（Ca II IR）発光を調査し、Ca II発光が本質的に二重星相互作用とは関係しないが、特異な円盤環境と関連していることを明らかにした。一方、パスペン線発光を伴わないCa II発光は、相互作用する連星系の強力な指標であり、これにより、軌道周期33.73日、二次星の径速度半振幅79 km s⁻¹を有する新しい相互作用的Be連星HD 81357が発見された。

ABSTRACT

Polidan (1976) suggested that Be stars showing the CaII IR triplet in emission are interacting binaries. With the advent of the Gaia satellite, which will host a spectrometer to observe stars in the range 8470--8750 Å, we carried out a spectroscopic survey of 150 Be stars, including Be binaries. We show that the Ca II triplet in emission, often connected with emission in Paschen lines, is an indicator of a peculiar environment in a Be star disc rather than a signature of an interacting binary Be star. However, Ca II emission without visible emission in Paschen lines is observed in interacting binary stars, as well as in peculiar objects. During the survey, a new interacting Be binary - HD 81357 - was discovered.

研究の動機と目的

• Be星におけるCa II赤外三重線発光の起源を、特に二重星相互作用と関連して調査すること。
• Be星においてCa II発光が相互作用的連星系を信頼できる指標として有効であるかどうかを特定すること。
• HαおよびGaia RVS（8470–8750 Å）領域における高分解能分光法を用いて、Be星の周囲環境を特徴付けること。
• 長期間にわたる径速度変動のモニタリングを通じて、新しい相互作用的Be連星系を同定・分析すること。
• Ca II三重線発光が、周囲円盤構造および二重星相互作用の診断ツールとしてどれほど有効であるかを評価すること。

提案手法

• Ondřejov 2-m望遠鏡を用いて、約150個のBe星の分光観測を行い、Coudé分光計およびSITe 2000x800 CCDを装備。6250–6750 Åおよび8392–8900 Åをカバーし、分解能R ≈ 12,700であった。
• 星像およびキャリブレーション分光（Th-Arおよびタングステンランプ）は、IRAFソフトウェアパッケージを用いて処理され、波長校正およびフラックス補正が一貫して行われた。
• 径速度曲線は、特に8498 ÅのCa II三重線に注目し、発光成分および軌道モードの変化を詳細に分析した。
• 二次星（Fe IおよびCa II吸収線を用いて）および一次星（HαおよびCa II発光シフトを用いて）の径速度変動に適合させることで、軌道要素を決定した。
• 複数のエポックにわたる追尾分光を用いて、線幅および発光成分の軌道位相依存的変化を可視化した。
• 既知の相互作用的Be連星（例：BR CMi、KX And）と比較分析を行い、分光的挙動の類似性を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Be星におけるCa II赤外三重線発光は、二重星相互作用の信頼できる指標であるか？
• RQ2 Be星の円盤におけるCa II発光の挙動は、パスペン線発光とどのように相関するか？
• RQ3 パスペン線発光を伴わないCa II発光は、相互作用的連星系を診断するための指標として有効であるか？
• RQ4 HD 81357のような新規に同定されたBe連星系の軌道パラメータは何か？
• RQ5 Be星の周囲環境は、Ca II発光線の形成および形状にどの程度影響を及えるか？

主な発見

• Be星におけるCa II赤外三重線発光は、本質的に二重星相互作用とは関係しないが、特異な円盤構造と関連している。
• AX Mon、KX And、BR CMiのような系では、強力なCa II発光が円盤活動と相関するが、すべての相互作用的連星系がこの発光を示すわけではない。
• パスペン線発光が観測されないCa II発光は、相互作用的連星系の特徴的なサインであり、HD 81357および他の特異な系で観測された。
• HD 81357は、軌道周期33.73日、二次星の径速度半振幅79 km s⁻¹を有する新しい相互作用的Be連星として同定された。
• HD 81357におけるCa II 8498 Å線の径速度曲線は、反位相で動く発光成分を示しており、一次星の周囲に円盤が存在する可能性を示唆している。
• ヒッパルコス光度測定から導かれた軌道解は、33.73日周期の二重波形光曲線と整合的であり、25.7日周期はより単純な曲線を与える。