[論文レビュー] Early-type stars in the young open cluster IC1805. II. The probably single stars HD15570 and HD15629, and the massive binary/triple system HD15558

M. De Becker, G. Rauw+2 more|ArXiv.org|Jun 15, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 31被引用数 28

ひとこと要約

本研究では、観測所ハイ・プロヴァンスの光学スペクトルを用いた径速度測定とスペクトル分離法を用いて、若年性のオープンクラスタ IC 1805 内の3つの早期型星の多重性を調査した。HD 15570 および HD 15629 はおそらく単星であると確認されたが、質量比が高く、最小質量がそれぞれ約 150 M⊙ および約 50 M⊙ に達する非常に質量の大きな二重星 HD 15558 に対して、初めての SB2 軌道解が得られ、その主星の質量とスペクトル型の整合性を説明するため、三重星系である可能性が示唆された。

ABSTRACT

Aims: We address the issue of the multiplicity of the three brightest early-type stars of the young open cluster IC1805, namely HD15570, HD15629 and HD15558. Methods: For the three stars, we measured the radial velocity by fitting Gaussian curves to line profiles in the optical domain. In the case of the massive binary HD15558, we also used a spectral disentangling method to separate the spectra of the primary and of the secondary in order to derive the radial velocities of the two components. These measurements were used to compute orbital solutions for HD15558. Results: For HD15570 and HD15629, the radial velocities do not present any significant trend attributable to a binary motion on time scales of a few days, nor from one year to the next. In the case of HD15558 we obtained an improved SB1 orbital solution with a period of about 442 days, and we report for the first time on the detection of the spectral signature of its secondary star. We derive spectral types O5.5III(f) and O7V for the primary and the secondary of HD15558. We tentatively compute a first SB2 orbital solution although the radial velocities from the secondary star should be considered with caution. The mass ratio is rather high, i.e. about 3, and leads to very extreme minimum masses, in particular for the primary object. Minimum masses of the order of 150 \pm 50 and 50 \pm 15 M_\odot are found respectively for the primary and the secondary. Conclusions: We propose that HD15558 could be a triple system. This scenario could help to reconcile the very large minimum mass derived for the primary object with its spectral type. In addition, considering new and previously published results, we find that the binary frequency among O-stars in IC1805 has a lower limit of 20%, and that previously published values (80%) are probably overestimated.

研究の動機と目的

• IC 1805 の3つの最も明るい早期型星（HD 15570、HD 15629、HD 15558）の多重性状態を特定すること。
• IC 1805 の O型星において以前に報告された 80% の二重星頻度が、過大評価されている可能性を再評価すること。
• HD 15558 の主星に推定される極めて高い最小質量が、その O5.5III(f) スペクトル型と整合するかを検討すること。
• HD 15558 が三重星系である可能性を検討し、その極端な質量とスペクトル型を説明すること。

提案手法

• 光学スペクトル（観測所ハイ・プロヴァンス）の吸収線にガウシアンプロファイルをフィットすることで、径速度測定が行われた。
• 合成スペクトルの分離法を用いて、HD 15558 の合成スペクトルからの主星および副星成分の分離が行われた。
• 複数の観測エポックにわたる径速度データを用いて、複数年にわたる期間の軌道解が計算された。
• 線幅の特徴、等価幅、He ii λ4686 の P-Cygni プロファイルの有無に基づいて、スペクトル型が割り当てられた。
• 質量比および最小質量は、軌道解から導出され、径速度誤差からの誤差伝搬が考慮された。
• 主星のスペクトル型に比して極端に大きな質量であることに鑲して、三重星系の可能性が検討された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HD 15570 および HD 15629 は単星であるか、数日から1年程度の期間スケールで検出可能な軌道周期を持つ見えない伴星を有するか？
• RQ2 HD 15558 の二重星系の軌道解は何か？ これは二重線分光連星（SB2）系を支持するか？
• RQ3 HD 15558 の主星に導出された最小質量（約 150 M⊙）は、その O5.5III(f) スペクトル型と整合するか？
• RQ4 HD 15558 で観測された高い質量比（q ≈ 3）は物理的に妥当な値か？ それとも、三重星系のようなより複雑な系である可能性を示唆するか？
• RQ5 再評価の結果、IC 1805 の O型星における真の二重星頻度は何か？

主な発見

• HD 15570 および HD 15629 は、数日から1年程度の時間スケールで顕著な径速度変動を示さず、単星である可能性が高いと支持された。
• HD 15558 に対して、周期 442 ± 12 日、離心率約 0.4 の改良された SB1 軌道解が得られた。
• スペクトル分離法により、HD 15558 の副星成分が明確に特定され、二重線分光連星（SB2）としての確認が得られた。
• 線プロファイルおよび等価幅に基づき、主星と副星にそれぞれ O5.5III(f) および O7V のスペクトル型が割り当てられた。
• 軌道解に基づき、主星と副星の最小質量はそれぞれ 150 ± 50 M⊙ および 50 ± 15 M⊙ と導出された。
• 高い質量比（q ≈ 3）は極端な最小質量をもたらし、主星の質量とスペクトル型の整合性を説明するため、HD 15558 が三重星系である可能性が示唆された。