[論文レビュー] Characterisation of an EXor outburst SPICY 97589

A. Labdon, Rik Claes|arXiv (Cornell University)|Feb 10, 2026

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ひとこと要約

多波長分光観測による SPICY 97589 の 2023 年 EXor 型アウトバーストの星参数と降着率の導出、および静穏期・過去のアウトバーストとの比較。

ABSTRACT

Stellar outbursts from variable or periodic accretion are thought to be ubiquitous across young stellar populations. However, relatively few outbursting objects have been discovered to date. Here, we present the characterisation of a new EXor-type episodic accretor. We aim to characterise the nature of the 2023 outburst of SPICY 97589/Gaia23bab and characterise the stellar source for the first time, while exploring how an accretion outburst contributes to disk evolution. We employ multi-waveband medium-resolution spectroscopy with UVB-VIS-NIR coverage during the peak of the 2023 outburst and the post-outburst quiescent object. The broad wavelength coverage of the dataset allows for robust measurements of the accretion rate using known line tracers. The addition of quiescent spectra provides a good estimation of stellar parameters of the central star while also informing us on the evolution of the disk during outburst phases. We find the stellar source to be a 3410\,K, M3.0 type star with a luminosity of 0.41 $L_\odot$ and an estimated stellar mass of 0.29 $M_\odot$. We measure the accretion rate of SPICY 97589 to be $\dot M = 2.38\pm0.58 imes10^{-7}\,\mathrm{M_\odot yr^{-1}}$. This value is at two orders of magnitude greater than the quiescent accretion rate. Thus, we confirm that the 2023 outburst was driven by an influx of material from the surrounding environment to the central star, an accretion outburst. The spectral fingerprint of emission lines is also characteristic of an outbursting EXor-type source, including variable disk winds.

研究の動機と目的

• SPICY 97589/Gaia23bab の 2023 年アウトバーストの性質を特徴づける。
• アウトバーストおよび静穏期における中心星の性質と円盤の進化を決定する。
• 複数の線源指標を用いて降着率の増加を評価し、静穏状態と比較する。

提案手法

• アウトバーストピーク時と静穏期において X-Shooter で UVB-VIS-NIR のマルチウェーブ長中分解能スペクトルを取得する。
• 標準的な X-Shooter パイプラインでデータを還元し、絶対フ flux 校正のため telluric 修正（Molecfit）を適用する。
• アウトバースト後のスペクトルを光球テンプレートと降着スラブでモデル化し、FRAPPE によって星のパラメータとベイル（veiling）を推定する。
• 複数の水素・金属線の線フラックスと既知の L_acc–L_line 関係を用いて降着光度と降着率を計算する。
• T_eff, A_V, L_*, M_*, age の星のパラメータを導出し、消光、距離、および等時線ベースの質量推定を評価する。

Figure 1: Spectral energy distribution (SED) of SPICY 97589. Circles are the photometry from sources described in Appendix A . All photometry is taken during quiescence, pre-2017 outburst. The blue line is the binned X-Shooter flux calibrated 2023 outburst spectrum. The red line is the binned X-Shoo

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 静穏期とアウトバースト時の SPICY 97589 の星の性質（スペクトル型、温度、質量、年齢）はどうなるか。
• RQ2 アウトバーストと静穏期の間で質量降着率はどう変化し、どの線がこの変化を最もよく追跡するか。
• RQ3 この EXor 天體におけるアウトバーストは円盤風と降着幾何学に何を示しているか。
• RQ4 アウトバーストは時間とともにスペクトルエネルギー分布と内側の円盤構造にどのような影響を与えるか。

主な発見

Line Tracer	λ [nm]	L_acc Outburst	dot M Outburst [M_sun/yr]	dot M Quiescent [M_sun/yr]
Hα	656.3	3.51±3.24×10^-4	4.96±1.94×10^-10	5.32±2.37×10^-11
Hβ	486.1	7.39±0.88×10^-6	1.05±1.30×10^-11	–
Hγ	434.1	5.66±1.26×10^-8	8.01±1.34×10^-14	–
Paβ	1281.8	1.98±0.56×10^-1	2.80±0.85×10^-7	6.29±1.81×10^-9
Paγ	1093.8	6.55±0.19×10^-2	9.27±0.61×10^-8	2.50±1.81×10^-9
Paδ	1004.9	8.73±0.29×10^-2	1.23±1.25×10^-7	7.87±1.61×10^-10
Pa8	954.6	5.03±0.15×10^-2	7.12±0.38×10^-8	2.26±1.59×10^-9
Pa9	922.9	5.66±0.13×10^-2	8.00±0.42×10^-8	6.38±1.48×10^-11
Pa10	901.5	3.96±0.13×10^-2	5.60±0.44×10^-8	1.43±0.94×10^-10
Brγ	2165.3	1.02±0.03	1.44±0.19×10^-6	3.57±2.51×10^-8
Br(11-4)	1680.6	3.78±0.03×10^-2	3.73±0.25×10^-7	–
Br(12-4)	1640.7	3.26±0.02×10^-2	3.25±0.28×10^-7	–
Br(13-4)	1610.9	5.34±0.04×10^-2	5.29±0.35×10^-7	–
Br(14-4)	1588.0	5.70±0.06×10^-2	3.43±0.24×10^-7	–
Br(15-4)	1570.1	5.61±0.05×10^-2	5.55±0.42×10^-7	–
Br(16-4)	1555.6	5.56±0.04×10^-2	3.81±0.29×10^-7	–
Br(17-4)	1543.9	5.40±0.05×10^-2	3.47±0.25×10^-7	–
Br(18-4)	–	–	–	–
HeI	1082.9	3.31±0.40×10^-2	4.69±0.38×10^-8	1.24±1.15×10^-10
HeI	587.6	1.21±1.47×10^-4	1.71±1.16×10^-10	2.92±2.28×10^-12
CaII	849.8	4.29±0.55×10^-2	6.07±0.61×10^-8	7.41±1.01×10^-10
CaII	854.2	6.97±0.14×10^-2	9.87±0.78×10^-8	2.83±1.65×10^-10
CaII	866.2	1.09±0.18×10^-1	1.54±0.41×10^-7	1.28±0.87×10^-9
FeII	1.644 μm	–	–	–

• 中心星は M3.0 型で Teff = 3410 K, AV = 4.4, L_* = 0.41 L_sun, M_* ≈ 0.29 M_sun, 年齢 ≈ 0.75 Myr。
• 2023 年アウトバースト時のピーク降着率は 2.38 × 10^-7 M_sun yr^-1、アウトバースト後の降着率 4.24 × 10^-9 M_sun yr^-1 の約 100 倍高い。
• アウトバーストスペクトルには多くの発光線が見られ、P-Cygni 型で円盤風が強く示唆され、CO 発光はアウトバースト時と静穏時で変化する。
• Gaia G バンドデータに 2 回のアウトバースト（2017 年と 2023 年）が見られ、2023 年のイベントはやや強く、伸長（FWHM 約 237 日、持続 ~671 日）。
• 複数の指標からの降着率推定は堅牢で、独立した解析（Giannini2024; Nagy25）と比較しても妥当。
• 671 日間のアウトバーストで総降着質量は約 2.3 × 10^-8 M_sun で、断続的降着が星の質量組み立てに果たす役割を強調。

Figure 2: Best fit of the X-Shooter spectrum of SPICY 97589. The observed spectrum is shown in black. The best fit photospheric template in yellow, and the slab model in green. The best fit is shown in light blue. The blue points indicate the wavelength ranges used to constrain the model.