[論文レビュー] Magnetic fields in massive stars

S. Hubrig|arXiv (Cornell University)|Mar 9, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 3被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、大質量星における磁場の直接的および間接的証拠をレビューし、高感度分光偏光法を用いてO型星およびB型星の複数で磁場の検出を報告している。主な発見として、B0.7IV型星ξ¹ CMaに300 Gの磁場が検出され、5つのBe星で一時的な磁場シグナルが観測された。これは、周囲円盤と関連する局所的かつ変動的な磁場を示唆している。

ABSTRACT

Although indirect evidence for the presence of magnetic fields in high-mass stars is regularly reported in the literature, the detection of these fields remains an extremely challenging observational problem. We review the recent discoveries of magnetic fields in different types of massive stars and briefly discuss strategies for spectropolarimetric observations to be carried out in the future.

研究の動機と目的

• 高SN比分光偏光観測を用いて、大質量O型星およびB型星における磁場の広がりと強さを評価すること。
• 特に周囲円盤において、一時的な磁場シグナルが示す動的磁気活動を示唆する、Be星における磁場の存在を調査すること。
• 大質量星における星風、脈動モード、周囲物質の形状に及ぼす磁場の役割を調査すること。
• ハンドル効果が周囲磁場をプローブするための診断ツールとして有効であるかを評価すること。

提案手法

• VLTのFOR S 1を用いて、分光線における円偏光を検出する高SN比分光偏光観測を実施した。
• 磁場強度と配置を推定するために、Hβおよび4121 ÅでのHe IIなどの主要な分光線周辺のストークスV/Iプロファイルを測定した。
• 回転による線幅拡張が線分裂を妨げる急速回転星における磁場検出にゼーマン効果を用いた。
• 時間分解観測を用いて、特に数分間の時間スケールでBe星における一時的磁場変動を検出した。
• 周囲磁場を補完的診断として用いる可能性を検討し、VLTでの観測計画を策定した。
• 光子ノイズ制限測定に基づき、O星では30–70 G、Be星では最大100 Gの精度で磁場強度を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 O型星における大規模なダイポール型磁場の出現頻度は何か。また、それらは広範に広がっているのか。
• RQ2 初期期B型星、特にβ Cephei星およびゆっくり脈動B型星における磁場強度と配置は何か。
• RQ3 Be星は周囲円盤に一時的または局所的な磁場を有しているのか。その時間的変動性は何か。
• RQ4 磁場はβ Cephei星およびゆっくり脈動B型星の脈動特性にどのように影響を与えるか。
• RQ5 ハンドル効果は、大質量星の周囲環境における磁場を効果的にプローブできるか。

主な発見

• B0.7IV型星ξ¹ CMaに、これまでに観測されたβ Cephei星で最も強い300 Gの磁場が検出された。
• FOR S 1で観測された11個のO型星において顕著な磁場は検出されず、大規模なダイポール磁場がO星に広く存在するとは考えられない。
• サンプルに含まれる5つのBe星で、周囲環境で形成された線における円偏光シグナルが観測され、一時的磁場の存在を示した。
• 一部のBe星では、約100 Gの磁場が測定され、8–9分ごとに極性反転が観測された。これは、動的で局所的なフラックスループを示唆している。
• τ Sco（B0.2V）および2つの他のβ Cephei星（β CepおよびV2053 Oph）では、磁場が弱く、B_eff値が100 G未満であった。
• ハンドル効果は周囲磁場をプローブする有効な診断法であり、VLTでFOR S 1を用いた専用観測プログラムが割り当てられている。