[論文レビュー] Expansion Parallax for the Compact Planetary Nebula M2-43

L. Guzmán-Ramírez, Yolanda Gómez+1 more|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Feb 19, 2006

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、4.07年間の基準期間を有する高分解能VLA電波連続スペクトル観測（3.6 cm）を用いて、コンパクトな惑星状星雲M2-43の角度的拡張を測定した。測定された角度的拡張速度（0.61 ± 0.09 mas yr⁻¹）と光学的スペクトロスコピック拡張速度（20 km s⁻¹）を組み合わせることで、著者らは6.9 ± 1.5 kpcの距離を導出し、これは拡張パララックス法を用いて測定された惑星状星雲の中で最大の距離である。

ABSTRACT

We present high quality radio continuum observations made with the Very Large Array (VLA) at 3.6 cm at two epochs toward the planetary nebula M2-43. The comparison of the two epochs, obtained with a time separation of 4.07 years, clearly shows the expansion of the planetary nebula with an angular rate of 0.61 +/- 0.09 mas/year.Assuming that the expansion velocity in the plane of the sky (determined from these measurements) and the expansion velocity in the line of sight (determined from optical spectroscopy available in the literature) are equal, we find a distance to the planetary nebula of 6.9 +/- 1.5 kpc. This is the largest distance for a planetary nebula measured up to now with this technique.

研究の動機と目的

• 高精度の電波干渉計測定を用いて、コンパクトな惑星状星雲M2-43の角度的拡張を測定すること。
• 角度的拡張と径方向速度を組み合わせることで、拡張パララックス法を用いてM2-43までの距離を特定すること。
• 拡張パララックス法が遠く、コンパクトな惑星状星雲に適用可能かどうかを検証すること。
• 物理的パラメータと進化段階の理解を高めるために、M2-43に対する信頼性の高い距離推定値を提供すること。
• 導出された距離が、局所標準座標系における星雲の高い径方向速度と整合的かどうかを評価すること。

提案手法

• 4.07年間の基準期間を有するA配置での2エポック分のVLA観測（3.6 cm）を取得した。
• 位相と振幅の安定性を確保するため、絶対的振幅・位相校正源（1328+307 および 1741-038）を用いた。
• マッソン（1986）の手法を用いて標準的なVLAデータ還元およびクロスキャリブレーションを行い、2エポックのデータを一致させた。
• uv平面上で1995.65のuvデータから1999.72のuvデータを差し引くことで、拡張の特徴を隔離した差分画像を作成した。
• 角度的拡張速度を、源の見かけのサイズの時間微分として測定した： ẟθ = 0.61 ± 0.09 mas yr⁻¹。
• 角度的拡張速度とスペクトロスコピックに導かれた拡張速度（20 km s⁻¹）を組み合わせ、拡張パララックス式を用いて距離を計算した： D (pc) = 211 × (v_exp / km s⁻¹) × (ẟθ / mas yr⁻¹)⁻¹。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2エポックの電波干渉計測定から得られたM2-43の角度的拡張速度は何か？
• RQ2 M2-43のようなコンパクトで遠方の惑星状星雲に対して、拡張パララックス法が信頼性のある距離推定値を提供できるか？
• RQ3 拡張パララックスから導かれた距離は、局所標準座標系におけるM2-43の径方向速度とどのように一致するか？
• RQ4 導かれた距離を仮定した場合、M2-43の物理的パラメータ（例：イオン化質量、電子密度、運動的年齢）は何か？
• RQ5 星雲の形状と乱流を考慮すると、等方的拡張の仮定が距離推定値に及ぼす影響はどの程度か？

主な発見

• M2-43の角度的拡張速度は、4.07年間の間隔を有する2エポック分のVLA観測から0.61 ± 0.09 mas yr⁻¹として測定された。
• スペクトロスコピックに導かれた拡張速度（20 km s⁻¹）と組み合わせることで、M2-43までの距離は6.9 ± 1.5 kpcと計算された。
• この距離は、拡張パララックス法を用いて測定された惑星状星雲の中で、これまでで最も大きな距離である。
• 導出された距離は、局所標準座標系における星雲の高い径方向速度（+111.6 ± 5 km s⁻¹）と整合的であり、その大規模な距離を支持する。
• 距離6.9 kpcを仮定した場合、イオン化ガス質量は0.035 M⊙、電子密度は1.1 × 10⁵ cm⁻³、運動的年齢は約500年と推定された。
• 3.6 cmでの全フレーム密度は248 ± 1 mJyであり、デコンボリューション処理後のFWHM直径は0.61弧秒であった。