[論文レビュー] Long-Term Optical Monitoring of Eta Carinae. Multiband light curves for a complete orbital period

E. Fernández Lajús, C. Fariña+9 more|ArXiv.org|Dec 9, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 15被引用数 17

ひとこと要約

本研究では、2003年から2008年までの5.5年間の完全な公転周期をカバーする、η Carinaeの均質的 multiband $BVRI$ 光度曲線を提示する。0.8 m望遠鏡を用いた日次微小光度測定により、2006年には$V \sim 4.7$に徐々に明るくなり、2007年初頭には$V \sim 5.0$に減少し、その後安定化した。このデータは、連星系の近日点通過と関連する変光をモデル化する上で極めて重要である。

ABSTRACT

The periodicity of 5.5 years for some observational events occurring in Eta Carinae manifests itself across a large wavelength range and has been associated with its binary nature. These events are supposed to occur when the binary components are close to periastron. To detect the previous periastron passage of Eta Car in 2003, we started an intensive, ground-based, optical, photometric observing campaign. We continued observing the object to monitor its photometric behavior and variability across the entire orbital cycle. Our observation program consisted of daily differential photometry from CCD images, which were acquired using a 0.8 m telescope and a standard BVRI filter set at La Plata Observatory. The photometry includes the central object and the surrounding Homunculus nebula. We present up-to-date results of our observing program, including homogeneous photometric data collected between 2003 and 2008. Our observations demonstrated that Eta Car has continued increasing in brightness at a constant rate since 1998. In 2006, it reached its brightest magnitude (V ~ 4.7) since about 1860s. The object then suddenly reverted its brightening trend, fading to V = 5.0 at the beginning of 2007, and has maintained a quite steady state since then. We continue the photometric monitoring of Eta Car in anticipation of the next "periastron passage", predicted to occur at the beginning of 2009.

研究の動機と目的

• 5.5年周期の完全な公転周期にわたるη Carinaeの光度的挙動をモニタリングし、長期的変動を研究すること。
• 2003年のイベントに続く、予測された2009年の近日点通過期における光学的光度曲線の検出と特徴の特定。
• 連星系および周囲物質環境のモデル化に役立てる均質的かつ高精度の光度測定データセットの提供。
• 光度変動と5.5年周期の公転周期との関係、特に近日点および遠日点付近での関係を調査すること。
• ホムンクルスネビュラが異なる光度測定バンドにおける全観測フラックスにどの程度寄与しているかを評価すること。

提案手法

• ラ・プラタ天文台に設置された0.8 m望遠鏡を用いた、標準$BVRI$フィルタセットを用いた日次微小光度測定。
• Thomson TH7883PSチップを搭載したCCDカメラ（Photometrics STAR I）を用い、0.296 arcsec/pixelの分解能を達成。
• 一貫したアパーチャー光度測定と参照星（例：HDE303308）を用いて、機器的等級を抽出。
• 2003年から2008年までの光度曲線を構築。観測可能期間の制限により、観測シーズン間に約75日間のギャップが生じた。
• 歴史的データ（視認、フィルム、電気的）と$BVRI$光度曲線を比較し、長期的傾向を追跡。
• 今後の観測および計画中の観測で$H\alpha$および$U$-バンドフィルタを追加し、スペクトルカバレッジを拡大。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 η Carinaeの5.5年周期の完全な公転周期にわたる長期的光度的挙動は何か？
• RQ2 2009年の予想される近日点通過と、η Carinaeの明るさの変化はどの程度相関しているか？
• RQ3 2006年に観測された明るさのピークの性質は何か？これは遠日点またはスーパー・アウトブーストと関係があるか？
• RQ4 ホムンクルスネビュラは$BVRI$バンドにおける全観測フラックスにどの程度寄与しているか？
• RQ5 観測された光度の低下と明るさの変化は、2022.7日周期の連星モデルで一貫して説明可能か？

主な発見

• 1998年以降、すべての$BVRI$バンドで一貫した明るさの上昇傾向を示し、2006.35年に$V \sim 4.7$のピークに達した。これは1860年代以降で最も明るかった。
• 2006.35にピークに達した後、η Carinaeは2007年初頭に$V \sim 5.0$に減少し、以降はほぼ一定の明るさを維持している。
• X線の最小値の直後に、2003.5年に顕著な光度最小値が観測された。これは5.5年周期の周期性に起因する連星食モデルを支持する。
• 光度曲線は公転位相$\phi \sim 0.5$の周囲に広い最大値を示しており、これは遠日点関連の変動またはS Doradus型の噴出と一致する可能性を示唆している。
• 次の光学的光度低下は2009年1月28日ごろに予測されており、開始は1〜2か月前から始まっている可能性がある。
• 2003年から2008年までの均質的$BVRI$光度曲線は、連星系およびその周囲環境のモデル化に極めて重要なデータセットを提供している。