[論文レビュー] Coronal activity from the ASAS eclipsing binaries

D. M. Szczygieł, Aristotle Socrates+3 more|ArXiv.org|Dec 19, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、全天を自動でスキャンするアマチュア星の観測計画（ASAS）の食連星カタログと、ロサット全天スキャン調査（RASS）を組み合わせ、コロナ活動を示す836個の食連星を同定した。これはこれまでで最大のサンプルである。(V-I)色指数を用いて距離と全波長放射光度を推定し、著者らは典型的な L_X/L_bol 比が約3×10⁻⁴であることを明らかにした。これは太陽の活発なコロナ領域と一致しており、X線活動の飽和現象が観察されたが、強い「スーパー飽和」の証拠は得られなかった。一方、同じ色指数と回転周期において、EC型連星はESD/ED型に比べて低い活動度を示した。

ABSTRACT

We combine the catalogue of eclipsing binaries from the All Sky Automated Survey (ASAS) with the ROSAT All Sky Survey (RASS). The combination results in 836 eclipsing binaries that display coronal activity and is the largest sample of active binary stars assembled to date. By using the (V-I) colors of the ASAS eclipsing binary catalogue, we are able to determine the distances and thus bolometric luminosities for the majority of eclipsing binaries that display significant stellar activity. A typical value for the ratio of soft X-ray to bolometric luminosity is L_X/L_bol ~ a few x 10^-4, similar to the ratio of soft X-ray to bolometric flux F_X/F_bol in the most active regions of the Sun. Unlike rapidly rotating isolated late-type dwarfs -- stars with significant outer convection zones -- a tight correlation between Rossby number and activity of eclipsing binaries is absent. We find evidence for the saturation effect and marginal evidence for the so-called "super-saturation" phenomena. Our work shows that wide-field stellar variability searches can produce a high yield of binary stars with strong coronal activity. The combined ASAS and RASS catalogue, as well as the results of this work are available for download in a form of a file.

研究の動機と目的

• コロナX線活動を示す最大の食連星サンプルを同定・特徴づけること。
• ASASカタログの(V-I)色指数を用いて距離と星の性質を推定し、全波長放射光度とX線光度を決定すること。
• さまざまな連星形態において、コロナ活動が回転（ロスビー数を介して）および星の温度（(V-I)色指数を介して）にどのように依存するかを調査すること。
• 活発な連星において、飽和および「スーパー飽和」効果が存在するかどうかを検証し、孤立した高速回転矮星と比較すること。
• 将来的な連星における星の活動研究のため、ASAS-RASSの一致源を公開可能な統合カタログとして提供すること。

提案手法

• ASASカタログに収録された11,076個の食連星を、ロサット全天スキャン調査（RASS）のX線カタログと照合し、X線の一致源を同定した。
• ASASの(V-I)色指数を用いて距離を推定し、多数の食連星の全波長放射光度を導出した。
• 公転周期（潮汐ロックにより回転周期と同一と仮定）と(V-I)色指数から推定された対流層の時定数を用いてロスビー数を計算した。
• RASSのフラックスからX線光度（L_X）と、(V-I)色指数に基づく距離推定から全波長放射光度（L_bol）を算出した。
• 活動度の傾向と飽和効果を分析するため、活動度図（L_X/L_bol 対 ロスビー数および対 (V-I) 色指数）を構築した。
• 距離の不確実性を低減し、活動度-回転関係および活動度-色関係の診断能を向上させるために、150 pc以内の対象をサブサンプル化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ASASカタログに含まれる食連星のうち、コロナX線活動を示す割合はどの程度で、EC型、ESD型、ED型といった異なる連星形態でどのように変化するか？
• RQ2 食連星におけるX線光度対全波長放射光度比（L_X/L_bol）は、孤立星で観測された飽和傾向とどの程度一致するか？
• RQ3 非常に高い回転速度で活動が低下する「スーパー飽和」現象が、これらの活発な連星系に観察される証拠はあるか？
• RQ4 食連星において、星の温度（(V-I)色指数を介して）および回転周期（ロスビー数を介して）と、コロナ活動のレベルはどの程度相関するか？
• RQ5 同じ(V-I)色指数およびロスビー数において、接触連星（EC型）が、半接触（ESD型）および分離（ED型）連星に比べてX線活動が低いのはなぜか？

主な発見

• ASAS-RASSの統合カタログから、顕著なコロナ活動を示す836個の食連星が得られ、これはこれまでで最大のサンプルである。
• 典型的な L_X/L_bol 比は約3×10⁻⁴であり、太陽の最も活発なコロナ領域と同等である。
• 明確な飽和効果が観察された：X線活動は低いロスビー数で飽和し、理論的予測と一致している。
• 非常に高い回転速度で活動が低下する「スーパー飽和」現象の強い証拠はデータからは得られなかった。
• 同じ(V-I)色指数およびロスビー数において、接触連星（EC型）は、ESD型およびED型のシステムに比べて平均的に低い活動度を示しており、活動度に形態依存性がある可能性を示唆している。
• 活動度-ロスビー数図および活動度-色図における散らばりは依然として大きく、これにより回転と温度以外の要因が、これらのシステムにおけるコロナ活動に影響を与えていることが示唆された。