[論文レビュー] Large-scale perturbations in the circumstellar envelopes of Be/X-ray binaries

I. Negueruela, P. Reig+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 28, 1998

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、7年間の分光的モニタリングを用いて、Be/X線連星の周囲星間物質環境における大規模な摂動を調査している。X線増光がBe星の円盤の軸対称的密度構造にグローバルな破壊を引き起こし、数週間から数年にわたるV/R変動サイクルを生じさせることを示しており、中性子星の重力的および降着駆動的相互作用が環境力学の主因であることを強く示唆している。

ABSTRACT

We investigate the spectroscopic characteristics of the optical components of Be/X-ray binary systems, using data collected during our seven-year monitoring campaign. We find examples of major changes in the emission line profiles associated with Type II X-ray outbursts, later developing into V/R variability cycles. We show that the time-scales for V/R variability in Be/X-ray transients extend from a few weeks to years and interpret all these changes as due to the presence of global disruptions of the axisymmetric density distribution in the extended envelopes of the Be stars in these systems. The association between X-ray outbursts and V/R variability, the occurrence of very fast changes and the very short quasi-periods of variability displayed by Be/X-ray binaries lead us to conclude that the presence of the neutron star is an important factor affecting the dynamics of the disc-like envelopes. The interaction between the compact companion and the disc would explain the correlation between H-alpha strength and orbital period recently found. The characteristics of the V/R cycles are, however, mainly independent of the binary parameters.

研究の動機と目的

• Be/X線連星の周囲星間物質環境における大規模な摂動の起源を理解すること。
• X線増光とBe星の分光的変動との関連を調査すること。
• 中性子星が軸対称的円盤構造を破壊する役割を特定すること。
• V/R変動の時間スケールおよび準周期性が、連星パラメータとどのように関係するかを分析すること。
• Be/X線系においてHα線の放射強度と公軌道周期との相関関係を調査すること。

提案手法

• Be/X線連星系の光学的成分に対して7年間の分光的モニタリングキャンペーンを実施した。
• II型X線増光の前後における発光線プロファイルの変化、特にHα線の変化を分析した。
• 数週間から数年にわたる時間スケールで、発光線プロファイルにおけるV/R変動サイクルを特定および特徴づけた。
• V/Rサイクルの発生をX線増光活動と照合することで、因果関係を推定した。
• 変動周期および振幅の統計的分析を用いて、グローバルな円盤不安定性を推定した。
• 観測されたV/Rサイクルの特徴を、コンact相手の相互作用による円盤摂動の理論的予測と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Be/X線連星の周囲星間物質環境における大規模な摂動の原因は何か？
• RQ2 X線増光は、Be星の発光線におけるV/R変動の出現とどのように関連しているか？
• RQ3 中性子星は、降着円盤内のグローバル不安定性を引き起こす上で果たす役割は何か？
• RQ4 V/R変動の時間スケールは、公軌道パラメータおよびX線活動とどのように関係するか？
• RQ5 なぜこれらの系においてHα線の放射強度と公軌道周期に相関関係が見られるのか？

主な発見

• Be/X線連星におけるX線増光は、Hα発光線におけるV/R変動の発展に一貫して続く。
• Be/X線連星におけるV/R変動サイクルは、数週間から数年にわたる時間スケールを示す。
• 観測された発光線プロファイルの変化は、周囲円盤内の軸対称的密度分布のグローバルな破壊として解釈される。
• 中性子星の存在が、円盤不安定性を引き起こす重要な要因であると特定され、おそらく重力的および降着誘発トルクによって駆動されている。
• Hα線強度と公軌道周期の相関関係は、中性子星と円盤の相互作用によって説明可能であるが、V/Rサイクルの特徴は連星パラメータとはほとんど独立している。
• 本研究は、コンパクトな伴星がBe星の降着円盤に大規模かつ長期間にわたる摂動を引き起こす強力な観測的証拠を提供している。