[論文レビュー] Mean angular diameters, distances and pulsation modes of the classical Cepheids FF Aql and T Vul - CHARA/FLUOR near-infrared interferometric observations

A. Gallenne, P. Kervella+9 more|arXiv (Cornell University)|Mar 29, 2012

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 28被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、CHARA/FLUORアレイを用いて、古典的セフェイド星FF AqlおよびT Vulの近赤外干渉測定による初の視直径測定を報告する。これらの視直径をハッブル宇宙望遠鏡-FGSの三角測量パラレルスと組み合わせることで、線形半径が導かれた。両星とも基本モードで脈動していると結論づけられ、脈動分類の曖昧さが周期-半径関係を用いて解消された。

ABSTRACT

We report the first angular diameter measurements of two classical Cepheids, FF Aql and T Vul, that we have obtained with the FLUOR instrument installed at the CHARA interferometric array. We obtain average limb-darkened angular diameters of θ_LD = 0.878 +/- 0.013 mas and θ_LD = 0.629 +/- 0.013 mas, respectively for FF Aql and T Vul. Combining these angular diameters with the HST-FGS trigonometric parallaxes leads to linear radii R = 33.6 +/- 2.2 Rsol and R = 35.6 +/- 4.4 Rsol, respectively. The comparison with empirical and theoretical Period-Radius relations leads to the conclusion that these Cepheids are pulsating in their fundamental mode. The knowledge of the pulsation mode is of prime importance to calibrate the Period-Luminosity relation with a uniform sample of fundamental mode Cepheids.

研究の動機と目的

• 干渉測定を用いて、古典的セフェイド星FF AqlおよびT Vulの正確な視直径および線形半径を特定すること。
• 特に、光曲線の特徴から第一倍音モードとされることが多く、分類に曖昧さをもたらすFF Aqlの脈動モードの曖昧さを解消すること。
• 基本モードセフェイドの均一なサンプルを確保することで、周期-絶対等級関係（P-L関係）の校正を改善すること。
• 直接的な干渉測定と照らし合わせて、経験的および理論的周期-半径関係の整合性を検証すること。

提案手法

• 複数の脈動周期にわたる、CHARAアレイに搭載されたFLUOR機器による近赤外（K′バンド）干渉測定を実施した。
• 既知の均一ディスク視直径を有するK型巨星星を二次標準キャリブレータとして用い、測定された二乗輝度をキャリブレーションした。
• 星の強度分布と脈動位相を考慮したモデルを用いて、端の暗さを考慮した視直径をフィットした。
• 干渉測定による視直径とHST-FGSの三角測量パラレルスを組み合わせ、線形半径を導出した。
• p因子の不確実性を考慮しつつ、干渉測定に基づくBaade-Wesselink法（IBWM）を用いて距離を独立に推定した。
• 導出された線形半径を経験的および理論的周期-半径関係と比較し、脈動モードを推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 光曲線の形態から、FF AqlおよびT Vulは基本モードで脈動しているのか、それとも第一倍音モードで脈動しているのか？
• RQ2 直接的な干渉測定による視直径および半径は、P-R関係からの間接推定とどの程度一致するか？
• RQ3 p因子の不確実性が、Baade-Wesselink法から得られる距離推定値にどの程度の影響を及えるか？
• RQ4 干渉測定による視直径と三角測量パラレルスの組み合わせは、光曲線解析のみに依存するのと比べて、脈動モードの曖昧さをより信頼性高く解消できるか？

主な発見

• FF Aqlの平均的な端の暗さを考慮した視直径は0.878 ± 0.013 mas、T Vulは0.629 ± 0.013 masであった。
• 干渉測定による視直径とHST-FGSパラレルスを組み合わせた結果、FF Aqlの線形半径は33.6 ± 2.2 R☉、T Vulは35.6 ± 4.4 R☉であった。
• 両星とも、固有分散内では基本モード周期-半径関係と整合的であり、第一倍音モード脈動仮説は否定された。
• FF Aqlの半径は、倍音モード脈動モデルとは整合せず、その光曲線が正弦波的であるにもかかわらず、基本モード脈動星であると示唆された。
• FF Aqlの距離推定値はHST-FGSパラレルスと0.3σの一致を示したが、T Vulの距離は27%小さいものの1.1σの範囲内にあり、p因子のバイアスの可能性が示唆された。
• 本研究ではT Vulが基本モード脈動星であることを確認し、FF Aqlについても基本モードである強力な証拠を提供した。これは、従来のs-Cepheidとしての第一倍音モード分類に疑問を呈するものである。