[論文レビュー] High resolution spectroscopy of symbiotic stars. VI. Orbital and stellar parameters for AR Pav

Hans H. Schild, T. Dumm+4 more|ArXiv.org|Nov 30, 2000

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 14被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、AR Pavの高分解能分光法を用いて、吸収線を用いた赤色巨星の径運動速度および回転速度を導出し、共回転仮定を用いて再評価された軌道解と星のパラメータを算出している。主な結果として、赤色巨星の半径は130 R☉、光度は1.5 × 10⁴ L☉、質量は2.0 M☉、距離は4.9 kpc、高温の伴星質量は0.75 M☉、分離距離は1.95 AUであり、ローチューブの満たない状態であるため、風吸着が連星系における質量移動を支配していることが示唆される。

ABSTRACT

We present new dynamical parameters of the AR Pav binary system. Ourobservations consist of a series of high resolution optical/NIR spectra from which we derive the radial velocity curve of the red giant as well as its rotation velocity. Assuming co-rotation, we determine the stellar radius (130 R_solar) of the red giant. Based on this we derive the red giant's luminosity and mass (2.0 M_solar) as well as the distance of the system (4.9 kpc). The binary mass function finally yields the companion's mass (0.75 M_solar) and the binary separation (1.95 AU). We find that the red giant does not fill its Roche lobe. We review the radial velocity data of Thackeray and Hutchings (1974), and compare it with our red giant's orbit. We find that their RV curves of the blue absorption system and the permitted emission lines are in anti-phase with the red giant, and that the forbidden emission lines are shifted by a quarter of a period. The blue absorptions and the permitted emission lines are associated with the hot companion but not in a straightforward way. The blue absorption system only tracks the hot component's orbital motion whilst it is in front of the red giant, whereas at other phases line blanketing by interbinary material leads to perturbations. We finally present UV light curves based on IUE archive spectra. We clearly detect eclipses in the continuum at all wavelengths. The eclipse light curves are unusual in that they show a slow and gradual decline prior to eclipse which is followed by a sharp increase after eclipse.

研究の動機と目的

• 高分解能分光法を用いて、連星系AR Pavの正確な軌道的および星のパラメータを特定すること。
• AR Pavにおける発光線と吸収線の従来の径運動速度解釈の不一致を解消すること。
• 発光線が連星系における軌道運動のトレーサーとして有効であるかを検証すること。
• ローチューブの満たし率を評価することで、連星系における質量移動メカニズムを再評価すること。
• IUEのアーカイブデータを用いて紫外線光曲線から日食の痕跡を確認すること。

提案手法

• ESOラ・シラで3.5周期にわたり、光学および近赤外分光法を取得した。
• 標準星との相互相関を用いて吸収線をトレーサーとして用い、赤色巨星の径運動速度を測定した。
• 共回転仮定を適用し、その投影回転速度から赤色巨星の半径を導出した。
• 赤色巨星の軌道解から再計算した連星質量関数を用いて、伴星の質量および分離距離を特定した。
• IUEのアーカイブ分光データを再構成し、日食の痕跡を検出するための紫外線光曲線を再構築した。
• 発光線（許可線、禁制線、青吸収）の径運動速度挙動を、赤色巨星の軌道と比較分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 吸収線の運動学的特性から導かれるAR Pavの正確な軌道的および星のパラメータ、特に赤色巨星の半径と質量は何か？
• RQ2 許可線、禁制線、青吸収系の発光線の径運動速度曲線は、高温伴星の軌道運動とどのように関係しているか？
• RQ3 発光線から導かれる高温伴星の質量関数は信頼できるか、あるいは二重星間物質の影響を強く受けていないか？
• RQ4 赤色巨星はそのローチューブを満たしているか？ これはAR Pavにおける質量移動メカニズムにどのような意味を持つか？
• RQ5 紫外線領域に日食は検出可能か？ また、それは光学バンドにおける光曲線の形態と一致するか？

主な発見

• AR Pavの赤色巨星の半径は、共回転仮定に基づき、その投影回転速度から130 R☉として導出された。
• 赤色巨星の質量は2.0 M☉と特定され、光度は1.5 × 10⁴ L☉、距離は4.9 kpcであった。
• 高温伴星の質量は0.75 M☉であり、赤色巨星からの分離距離は1.95 AUであった。
• 赤色巨星はローチューブを満たしておらず、満たし率は0.52であった。これは、質量移動が主に風吸着によって行われていることを示唆している。
• IUEデータからの紫外線光曲線において、日食が明確に検出された。日食前には徐々に明るさが低下し、日食後には急激に明るくなる特徴を示した。
• 許可線発光線および青吸収系の径運動速度曲線は、赤色巨星の運動と反相関を示したが、禁制線発光線は四分の一周期分位相がずれており、周囲星間ガスの複雑な運動学的状態を示している。