[論文レビュー] Galactic kinematics of planetary nebulae with [WC] central star

M. Peña, J. S. Rechy-García+1 more|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Jan 16, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、メキシコおよびチリの観測所から得られた高分解能分光法を用いて、43個の[WC]星雲（PNe）の銀河運動学的性質を分析した。その結果、[WR]PNeは主にディスクに束縛された若年齢の対象であり、薄いディスクに集中し、特徴的運動速度（V_pec ≤ 60 km s⁻¹）が小さいことが判明した。一方、V_pecが60 km s⁻¹を超えるサブセットは、古く低質量の前身星を示しており、[WR]PNeとWLPNeは独立した集団であることが確認された。

ABSTRACT

High resolution spectra are used to analyze the galactic kinematics and distribution of a sample of planetary nebulae with [WR] and 'wel' central star ([WR]PN and WLPN). The circular and peculiar velocities (Vpec) of the objects were derived. The results are: a) [WR]PNe are distributed mainly in the galactic disk and they are more concentrated in a thinner disk than WLPNe and normal PNe, which corresponds to a younger population; b) the sample was separated in Peimbert's types, and it is found that Type I PNe have Vpec <50 km s-1, indicating young objects. Most of the [WR]PNe are of Type II showing Vpec <60 km s-1, although a small percentage is of Type III, with larger Vpec showing that the Wolf-Rayet phenomenon in central stars can occur at any stellar mass and in old objects. None of our WLPNe is Type I. Thus, [WR]PNe and WLPNe are unrelated objects.

研究の動機と目的

• 高分解能分光法を用いて[WC]星雲（PNe）の銀河運動学的性質を特定すること。
• WLPNeおよび通常のPNeと比較して、[WR]PNeの空間的分布および速度特性を調査すること。
• 化学組成と特徴的運動速度に基づいてペイムベルトの分類法を用い、前身星の質量と年齢を推定すること。
• 距離の不確実性を考慮した上で、特徴的運動速度測定の信頼性を評価すること。
• 運動学的および化学的性質を比較することにより、[WR]PNeとWLPNeの関係を明確にすること。

提案手法

• メキシコのOAN-SPMに設置された2.1-m望遠鏡およびEchelle REOSC分光計を用いて高分解能分光データを取得した。
• チリのラス・カンパニャス天文台に設置された6.5-mクレイ望遠鏡およびMIKE分光計を用いて、追加の高分解能データを収集した。
• スペクトル線からのヘルリオセントリック径方向速度を計算し、銀河中心距離の推定値を用いて回転速度および特徴的運動速度（V_pec）を導出した。
• 化学組成（He/H、N/O）および特徴的運動速度の閾値に基づいて、PNeをペイムベルトのタイプ（I〜IV）に分類した。
• 距離の信頼性を評価するため、Hβの等価光度と文献値を照合し、潜在的な誤差を特定した。
• 形態的および運動学的基準を用いて、[WR]PNe（H不活性、[WC]中心星）とWLPNe（弱発光線星）および通常のPNeを区別した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 [WC]星雲は主に薄いディスクに集中しており、若年齢の星形成群を示しているか？
• RQ2 特徴的運動速度が60 km s⁻¹を超える[WR]PNeは、古く低質量の前身星を示しており、[WR]現象が大質量星に限定されるという仮定に疑問を呈するか？
• RQ3 [WR]PNeとWLPNeの間には運動学的または化学的差異があり、それらが独立した集団であることを支持するか？
• RQ4 距離推定の不確実性が、特に極端な場合に、PNeの特徴的運動速度の導出にどのように影響を与えるか？
• RQ5 PeimbertのタイプI（若年齢、HeおよびN豊富）に属する[WR]PNeの割合はどの程度であり、それらの初期質量と進化段階に何を示唆するか？

主な発見

• ほとんどの[WR]PNeは銀河ディスクに集中しており、スケール高さは400 pc未満であり、WLPNeや通常のPNeと比較して若年齢の集団であることが示された。
• 21%の[WR]PNe（9個）がペイムベルトのタイプIに分類され、He/H ≥ 0.125およびN/O ≥ 0.5を満たし、V_pec ≤ 50 km s⁻¹であった。これは若年齢および初期質量 > 2 M⊙であることを確認した。
• 51%の[WR]PNe（23個）がペイムベルトのタイプIIに分類され、V_pec ≤ 60 km s⁻¹であり、HeやNの顕著な増加は認められず、中年齢のディスク集団を示した。
• 5個の[WR]PNeがタイプIII（V_pec > 60 km s⁻¹）に分類され、厚いディスクに属し、古く低質量の前身星であることが示唆された。これは、[WR]現象が古く低質量の星でも発現可能であることを裏付けた。
• サンプル内の16個のWLPNeのうち、いずれの対象もペイムベルトのタイプIに分類されず、若年齢の対象ではなく、[WR]PNeとは無関係であることが確認された。
• 星雲G332.9−09.9（He3-1333）の径方向速度が初めて報告されたが、距離データが不足しているため、距離および特徴的運動速度は未決定のままである。