[論文レビュー] Eclipsing Binary Stars in the OGLE-III Fields of the Small Magellanic Cloud

M. Pawlak, D. Graczyk+11 more|arXiv (Cornell University)|Oct 11, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、8年間のOGLE-IIIの光度測定によるSmall Magellanic Cloud (SMC)における6,138個の皆既日食連星のカタログを提示する。機械学習と視覚的分類を用いて82%の完全性を達成した。研究では、32個の離心率を持つ連星（apsidal motionを示す）、15個の候補となる二重日食四重連星、および正確なSMC距離測定に適した明るく長周期の分離連星23個といった重要な天体物理学的系を同定した。

ABSTRACT

We present a large sample of eclipsing binary stars detected in the Small Magellanic Cloud fields covering about 14 square degrees that have been monitored for eight years during the third phase of the OGLE survey. This is the largest set of such variables containing 6138 objects, of which 777 are contact and 5361 non-contact binaries. The estimated completeness of this sample is around 82%. We analyze the statistical properties of the sample and present selected interesting objects: 32 systems having eccentric orbit with visible apsidal motion, one Transient Eclipsing Binary, ten RS CVn type stars, 22 still unexplained Double-Periodic Variable stars, and 15 candidates for doubly eclipsing quadruple systems. Based on the OGLE-III proper motions, we classified 47 binaries from our sample as foreground Galactic stars. We also list candidates suitable for the SMC distance determination.

研究の動機と目的

• 長期間の光度測定データを用いてSmall Magellanic Cloud (SMC)における日食連星を同定・分類すること。
• 従来の調査を上回る完全性と正確性を実現し、SMCにおける日食連星検出を向上させること。
• 離心率を持つ連星（apsidal motionを示す）、RS CVn星、二重日食四重連星といった希少または興味深い系を同定すること。
• SMCへの正確な距離測定に適した明るく長周期の分離連星を選別すること。
• 固有運動を用いてSMCメンバーと前方の銀河系連星を区別すること。

提案手法

• Las Campanas観測所に設置された1.3mワルシャワ望遠鏡を用いたOGLE-III調査による、IバンドおよびVバンドの8年間の光度測定データを用いた。
• ラベル付け済み光曲線を用いてトレーニングされた決定木（C4.5、NBT、LMT）に基づく機械学習パイプラインを適用し、日食連星を分類した。
• 光曲線の視覚的検査により、接触型（EC）または非接触型（non-EC）に分類し、777個のECおよび5,361個のnon-EC連星を同定した。
• OGLE-IIIの固有運動を用いて、47個のシステムを前方の銀河系星として分類した。
• 離心率を持つ連星（apsidal motionを示す）、一時的日食連星、RS CVn星、二重周期変光星（DPVs）を含む希少系を同定・クロスリファレンスした。
• 表面輝度-色関係を用いたSMC距離測定に適した、明るく長周期で分離した日食連星23個（同等の日食深さを有する）を選別した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 OGLE-IIIデータを用いたSMCにおける日食連星検出の完全性と信頼性はどの程度か？
• RQ2 SMCサンプル内で同定可能な希少または力学的に興味深い日食連星系はどのようなものか？
• RQ3 このサンプル内でSMCへの正確な距離測定に適したシステムはいくつあるか？
• RQ4 検出された日食連星のうち、前方の銀河系星と真のSMCメンバーの割合はどの程度か？
• RQ5 日食連星の統計的性質、特に軌道型と光曲線の形状的特徴に関して、SMCにおける特性は何か？

主な発見

• 本研究は、SMCにおける日食連星カタログとして、これまでで最大のものであり、14平方度のOGLE-IIIデータから6,138システムを同定した。
• サンプルの完全性は推定82%であり、限界星等級はI ≈ 20.5等で、I ≈ 18.5等以下では著しく低下する。
• 6,138システムのうち、777個は接触型連星（EC）、5,361個は非接触型連星（non-EC）であり、大部分のnon-ECシステムは主系列星および赤色巨星巨星系列に位置する。
• カタログには、測定可能なapsidal motionを示す32個の離心率を持つ連星が含まれており、非球形な構造と非ゼロの軌道離心率を示している。
• 15個の候補となる二重日食四重連星系が同定され、SMCに複雑な複数星系が存在することを示唆している。
• 表面輝度-色関係を用いたSMC距離測定に適した、明るく長周期で分離した日食連星23個（同等の日食深さを有する）が、主な候補として選別された。