[論文レビュー] Magnetic CVs in Globular Clusters

J. E. Grindlay|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）およびロサットのデータを用いて、球状星団における磁気的崩壊的連星（CV）、特に中間極（IP）型の調査を行う。NGC 6397に4つの確認済みおよび1つの強く候補となるIPが同定され、これらの密集した星の環境において磁気的CVの過剰な存在が示唆される。光学的およびX線的性質をディスク支配のIPと比較し、分類および動的起源の評価がなされる。

ABSTRACT

Cataclysmic variables (CVs) are tracers of dynamical evolution in globular clusters. A significant sample has been found by the relatively shallow \Halpha surveys conducted with HST thus far in just three globulars: NGC 6397 (3), NGC 6752 (2), and $ω$-Cen (2). These are identified with the low luminosity x-ray sources discovered in these globulars with similarly moderate-depth ROSAT surveys. Follow-up spectroscopy of the initial 3 CV candidates in NGC 6397 with the FOS on HST suggests they may be magnetic CVs of the intermediate polar (IP) type, and follow-up deep imaging with both HST and ROSAT yield a 4th confirmed and 5th strong candidate CV near the center of this collapsed core cluster. The optical vs. x-ray properties of the 4 confirmed IP candidates in NGC 6397 are compared with disk IPs, and arguments for and against this interpretation are presented. The possible strong excess of magnetic CVs in globulars will be tested with much deeper HST/AXAF surveys.

研究の動機と目的

• 球状星団における磁気的崩壊的連星（CV）の存在と性質、特に中間極（IP）型の調査を目的とする。
• NGC 6397、NGC 6752、およびω CenにおけるCV候補の観測されたX線および光学的性質が、磁気的CVと整合するかを特定すること。
• クラスタの進化の文脈において、空間的分布および明るさを分析することで、これらの系の動的起源を評価すること。
• 深宇宙X線および光学的サーベイを通じて、球状星団における磁気的CVの集団が増加しているという仮説を検証すること。
• 同定されたIPの光学的およびX線的特性を既知のディスク支配のIPと比較し、分類および進化的含意を評価すること。

提案手法

• ハッブル宇宙望遠鏡（HST）を用いた浅いHαサーベイを実施し、NGC 6397、NGC 6752、およびω Cenの3つの球状星団におけるX線源の光学的対応体を検出する。
• HSTの微弱対象分光計（FOS）を用いた追加分光測定により、NGC 6397の初期のCV候補が中間極（IP）系であることを確認する。
• HSTおよびロサットを用いた深宇宙画像撮影を実施し、追加のCV候補を同定した。その結果、NGC 6397に第4の確認済みおよび第5の強く候補となるものが得られた。
• NGC 6397に同定された確認済みIPの光学的およびX線的明るさおよび変動性を、既知のディスク支配のIPと比較し、降着メカニズムの違いを評価する。
• 特にNGC 6397のクラスタ中心部の動的環境を評価し、密な星の環境における二重星の形成および進化の可能性を検討する。
• 将来的なHSTおよび高度X線施設（AXAF）を用いた深宇宙サーベイを提案し、球状星団における磁気的CVの過剰な存在という仮説を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 6397に同定されたCV候補の光学的およびX線的性質は、中間極（IP）型磁気的CVと整合的か？
• RQ2 NGC 6397のクラスタ中心部に近いCVの空間的集中は、動的形成メカニズムとどのように関係しているか？
• RQ3 NGC 6397のIPの光学的およびX線的明るさは、ディスク支配のIPと比較してどう異なるか。これは降着モードにどのような含意を持つか？
• RQ4 磁気的CVが場の環境と比較して、統計的に有意な過剰な存在が球状星団に認められるか？
• RQ5 密度の高いクラスタコアにおける動的相互作用は、磁気的CVの形成および進化にどのような役割を果たすか？

主な発見

• HSTおよびロサットの観測を統合した結果、NGC 6397に4つの中間極（IP）型CVが確認され、第5の強く候補となるものが同定された。
• NGC 6397に同定されたIPの光学的およびX線的性質は、ディスク支配のIPと類似点と相違点を示しており、異なる降着行動を示唆している。
• NGC 6397のコア部に近いCVの空間的集中は、動的起源を支持しており、密な星の環境における二重星相互作用による可能性が高い。
• 特にコアが収縮した系であるNGC 6397に複数のIPが検出されたことは、球状星団における磁気的CVの増加が示唆される。
• 本研究では、AXAFを用いたより深いX線および光学的サーベイの必要性を明らかにした。これにより、球状星団における磁気的CVの過剰な存在という仮説を検証できる。
• HSTのFOSを用いた追加分光測定により、NGC 6397の初期のCV候補の磁気的性質が確認され、それらが中間極と分類されることを支持した。