[論文レビュー] Hen 3-860: New southern eclipsing symbiotic star observed in the outburst

Jaroslav Merc, R. Gális+4 more|arXiv (Cornell University)|Nov 29, 2021

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 60被引用数 11

ひとこと要約

本研究は、赤外線S型の新規南天帯日食型古典的連星星であるHen 3-860を確認した。この連星系は、M2-3型巨星（Teff ≈ 3550 K、R ≈ 60–75 R⊙、L ≈ 540–760 L⊙）と高温の白色矮星（T ≈ 1–2×10⁵ K、L ≈ 10³ L⊙）から構成される。602日周期の公転運動は、光曲線における深い日食から明らかとなり、これは120年間に少なくとも4回の活動的噴出を経験した希少な日食型連星であり、最近の活動的段階（2016–2019年）は静穏状態へ移行している。

ABSTRACT

Brightening of Hen 3-860, previously classified as an H$\alpha$ emitter, was detected by the ASAS-SN survey at the end of the year 2016. We have obtained the first spectroscopic observations of the transient and supplemented them with photometric data from the DASCH archive of astronomical plates, ASAS and ASAS-SN surveys. Based on the results of our analysis, we can classify the object as a classical symbiotic star of the infrared type S, consisting of an M2-3 giant with $T_{ m g}$ $\sim$ 3 550 K, a radius $R_{ m g}\sim$ 60 - 75 R$_{\odot}$, and a luminosity $L_{ m g}\sim$ 540 - 760 L$_{\odot}$, and a hot and luminous component ($T_{ m h}$ $\sim$ $1-2 imes 10^5$ K and $L_{ m h} \sim 10^3 m L_\odot$). The system experienced at least four outbursts in the last 120 years. In addition to the outbursts, its light curves revealed the presence of eclipses of the hot component and its surrounding (relatively cool) shell, which developed during the outburst and redistributed a fraction of the radiation of the hot component into the optical, by the giant, classifying the object as a representative of a group of eclipsing symbiotic stars. The eclipses allowed us to reveal the orbital period of the system to be 602 days.

研究の動機と目的

• Hen 3-860の連星的性質を確認すること。当初はH𝛼放射体および連星候補として分類されていた。
• 複数エポックの分光および光度測定を用いて、連星系の公転および物理的パラメータを特定すること。
• Hen 3-860の噴出活動および数十年にわたる長期的変動を特徴づけること。
• AX Perseiと同様の既知の日食型連星星と比較し、Hen 3-860の進化段階と将来の進化を理解すること。
• 希少な日食型連星系における、活動的噴出から静穏状態への移行を記録すること。

提案手法

• CHIRONを搭載したSMARTS 1.5m望遠鏡を含む、プロフェッショナルおよびアマチュアの望遠鏡を用いて、低分解能（R ≈ 1200–1800）および高分解能（R ≈ 25,000）の可視域分光観測を実施した。
• ASAS、ASAS-SN、およびDASCHの歴史的乾板写真アーカイブ（JD 2415115–2434127）からの光度曲線と分光データを統合した。
• Gaia EDR3、SkyMapper、APASSの光度測定を用いて、多周波数スペクトルエネルギー分布（SED）を構築した。
• 光曲線における日食の深さと持続時間から、接触時間解析を用いて公転周期（602日）および成分の半径を導出した。
• 低分解能分光データに実験的M3 III星テンプレートをフィットさせ、巨星の有効温度、重力加速度、および光度を推定した。
• H𝛼、[Fe vii]、Na iなどの発光線および吸収線のプロファイルを分析し、連星内のイオン化状態および風のダイナミクスを推察した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Hen 3-860は古典的連星星であるか？その低温巨星および高温白色矮星の物理的パラメータは何か？
• RQ2 Hen 3-860の公転周期は何か？日食型連星として分類される根拠は何か？
• RQ3 過去120年間に、Hen 3-860はいくつの噴出を経験したか？最近の噴出（2016–2019年）の性質は何か？
• RQ4 Hen 3-860の光曲線の変化は、AX Perseiの噴出期および静穏状態への移行と比較してどのように異なるか？
• RQ5 現在の状態（噴出から静穏状態への移行）は、日食型連星星の長期的進化について何を明らかにするか？

主な発見

• Hen 3-860は、赤外線S型の古典的連星星であり、低温のM2-3型巨星（Teff ≈ 3550 K、log g ≈ 1.0、R ≈ 60–75 R⊙、L ≈ 540–760 L⊙）と高温の白色矮星（T ≈ 1–2×10⁵ K、L ≈ 10³ L⊙）から構成される。
• この系は602日周期の公転運動を示しており、光曲線における深い狭い日食から明らかとなり、日食型連星であることが確認された。
• 過去120年間に少なくとも4回の噴出が観測された：1928年、1941年、2006年、および2016–2019年の噴出で、最近の噴出は1.5年間で上昇し、2.5年間で低下した。
• 光曲線は、噴出期の深い日食から、静穏状態の連星星に特徴的な正弦曲線的で波状の変動パターンに移行しており、AX Perseiと同様の傾向を示している。
• H𝛼線のプロファイルには、巨星の風に起因すると考えられるブルー・シフトした吸収成分が観測され、静穏状態では[Fe vii]の発光線が存在し、高温成分によるイオン化を示している。
• AX Perseiとの類似性から、Hen 3-860は今後数周期にわたり静穏状態へ徐々に移行し、日食が正弦曲線的変動へと進化すると予想される。