[論文レビュー] Mass of the compact object in the Be/gamma-ray binaries LSI+61303 and MWC 148

R. Zamanov, J. Martı́+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 1, 2017

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、ベ星の公軌道面と赤道面が一致すると仮定して、ガンマ線連星 LSI+61303 および MWC 148 のコンパクト物体の質量を、公軌道の傾きと運動データを用いて推定している。LSI+61303 のコンパクト物体の質量は1.3–2.0 M☉ と推定され、中性子星であると示唆される。一方、MWC 148 の質量範囲は2.1–7.3 M☉ であり、ブラックホール候補であると示唆される。

ABSTRACT

We estimate the mass of the compact object in the gamma-ray binaries LSI+61303 and MWC 148, using the latest data for the inclination, orbital motion and assuming that the orbital plane coincides with the equatorial plane of the Be star. For LSI+61303 we find the mass of the compact object to be most likely in the range 1.3 M_sun < M_2 < 2.0 M_sun, which means that it is probably a neutron star. For MWC 148, we find the mass of the compact object in a higher range, 2.1 M_sum < M_2 < 7.3 M_sun, which increases the chances for this system to host a black hole companion.

研究の動機と目的

• 最新の公軌道および傾きデータを用いて、ガンマ線連星 LSI+61303 のコンパクト物体の質量を特定すること。
• 質量範囲の推定を通じて、MWC 148 のコンパクト物体の性質を評価すること。
• ベ星の赤道面と公軌道面が一致するという仮定が、質量推定に与える影響を検証すること。
• 最新の公軌道運動および傾き観測データを統合することで、コンパクト物体の質量に対する制約を強化すること。

提案手法

• 各システムにおけるベ星の最新の公軌道傾きおよび径方向速度変動の測定値を用いる。
• 公軌道面がベ星の赤道面と一致すると仮定したケプラー的公軌道力学を適用する。
• 観測された公軌道パラメータに基づいて、コンパクト物体の最小質量を導出するための質量関数形式を用いる。
• 傾きおよび公軌道要素の不確実性を考慮して、コンパクト物体の質量範囲を統計的境界で推定する。
• 観測された公軌道パラメータから M_2 を推定するための質量関数関係式 f(M) = (M_2 sin i)^3 / (M_1 + M_2)^2 を用いる。
• ベ星の質量が既知または制約されていると仮定した場合、観測された公軌道運動および傾きと整合する質量範囲を検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ガンマ線連星 LSI+61303 のコンパクト物体の質量は何か？ それはその性質に何を示唆するか？
• RQ2 MWC 148 のコンパクト物体の推定質量範囲は何か？ これはブラックホールか中性子星を支持するか？
• RQ3 ベ星の赤道面と公軌道面が一致すると仮定することは、質量推定の正確性にどのように影響するか？
• RQ4 最新の公軌道および傾きデータは、これらのシステムにおけるコンパクト物体の質量にどのような制約を課すか？

主な発見

• LSI+61303 のコンパクト物体の最も確実な質量範囲は 1.3 M☉ < M_2 < 2.0 M☉ であり、中性子星と整合する。
• MWC 148 のコンパクト物体の質量推定範囲は 2.1 M☉ < M_2 < 7.3 M☉ であり、ブラックホールの可能性が高くなる。
• LSI+61303 の質量範囲は通常のブラックホールの質量範囲を除外しており、中性子星と同定する根拠を支持する。
• MWC 148 の高い質量範囲は、ブラックホールを宿す可能性を高めるが、不確実性は依然として残っている。
• 公軌道面がベ星の赤道面と一致すると仮定することは、導出された質量推定値にとって極めて重要である。
• 結果は、LSI+61303 のコンパクト物体が中性子星であり、MWC 148 が強いブラックホール候補であると整合的である。