[論文レビュー] Multiplicity of Galactic Cepheids from long-baseline interferometry. II. The Companion of AX Circini revealed with VLTI/PIONIER

A. Gallenne, A. Mérand+7 more|arXiv (Cornell University)|Dec 6, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 31被引用数 21

ひとこと要約

本研究では、VLTI/PIONIERを用いた長基線干渉計測定により、Cepheid星AX Circiniの近接連星を空間的に解像し、その投影距離（29.2 ± 0.2 mas）とHバンドの輝度比（0.83 ± 0.14%）を測定した。これにより、系の全質量の下限値が9.7 ± 0.6 M☉に決定された。これらの結果は、Cepheid連星における動力学的質量推定と距離校正に重要な制約をもたらす。

ABSTRACT

Aims: We aim at detecting and characterizing the main-sequence companion of the Cepheid AX Cir ($P_\mathrm{orb} \sim $ 18 yrs). The long-term objective is to estimate the mass of both components and the distance to the system. Methods: We used the PIONIER combiner at the VLT Interferometer to obtain the first interferometric measurements of the short-period Cepheid AX Cir and its orbiting component. Results: The companion is resolved by PIONIER at a projected separation $ρ= 29.2 \pm 0.2$ mas and projection angle $PA = 167.6 \pm 0.3^{\circ}$. We measured $H$-band flux ratios between the companion and the Cepheid of $0.90 \pm 0.10$ % and $0.75 \pm 0.17$ %, respectively at a pulsation phase for the Cepheid $ϕ= 0.24$ and 0.48. The lower contrast at $ϕ= 0.48$ is due to increased brightness of the Cepheid compared to the $ϕ= 0.24$. This gives an average apparent magnitude $m\mathrm{_H (comp)} = 9.06 \pm 0.24$ mag. The limb-darkened angular diameter of the Cepheid at the two pulsation phases was measured to be $θ_\mathrm{LD} = 0.839 \pm 0.023$ mas and $θ_\mathrm{LD} = 0.742 \pm 0.020$ mas, respectively at $ϕ= 0.24$ and 0.48. A lower limit on the total mass of the system was also derived based on our measured separation, we found $M_\mathrm{T} \geq 9.7 \pm 0.6 M_\odot$.

研究の動機と目的

• Cepheid星AX Cirの近接主系列連星を検出し、特徴づけること。この連星の既知の公軌道周期は約18年である。
• 高分解能干渉計測定を用いて、連星の位置・輝度比を測定すること。
• 測定された投影距離と公軌道周期を用いて、連星系の全質量の下限値を導出すること。
• 連星系における動力学的質量測定を可能にすることで、Cepheid質量の不一致を解消することに貢献すること。
• 軌道パララックスを用いた幾何的距離校正を支援し、解像された連星系を用いたLeavittの法則の校正を改善すること。

提案手法

• 非常に高い空間分解能を得るために、Very Large Telescope Interferometer (VLTI) に搭載されたPIONIERビームコンビナを用いた。
• 干渉計測定データを、Cepheid星（均一な円盤）と連星（点源）の組み合わせとしてモデル化し、角度的距離と輝度比を導出する。
• Cepheid星の角直径を、2つの脈動位相（φ = 0.24 および φ = 0.48）で、縁減衰を考慮した円盤モデルを用いて測定した。
• 2MASSのHバンド等級を用いて輝度比をキャリブレーションし、E(B−V) = 0.262 および RV = 3.23 を用いて星間減光を補正した。
• ケプラーの第三法則を適用し、投影距離と公軌道周期から、全系質量の下限値を導出した。
• 測定された距離とKバンドの周期−光度距離関係（d = 500 ± 10 pc）を組み合わせ、絶対等級と質量制約を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 長基線干渉計測定を用いて、AX Circiniの近接連星を空間的に解像できるか？
• RQ2 異なる脈動位相におけるCepheid星とその連星のHバンド輝度比は何か？
• RQ3 Cepheid星に対する連星の投影角距離と位置角は何か？
• RQ4 干渉計測定を用いて、連星系の全質量に下限を設定できるか？
• RQ5 これらの測定結果は、Cepheid質量の不一致の解消と距離校正の改善にどのように貢献するか？

主な発見

• AX Circiniの連星は、投影距離29.2 ± 0.2 mas、位置角167.8 ± 0.3°で空間的に解像された。
• Hバンドにおける連星とCepheid星の輝度比は0.83 ± 0.14%であり、平均視等級はmH(comp) = 9.06 ± 0.24 magであった。
• Cepheid星の縁減衰を考慮した角直径は、φ = 0.24のとき0.839 ± 0.023 masから、φ = 0.48のとき0.742 ± 0.020 masに減少し、脈動変動と整合的であった。
• 投影距離と公軌道周期を用いて、全系質量の下限値が9.7 ± 0.6 M☉に決定された。
• 導出された質量下限値は、Cepheid星の脈動質量（約5.1 M☉）と連星のスペクトル型B6Vによる推定値（5 M☉）と整合的であった。
• 本研究は、干渉計測定を用いて近接Cepheid連星を解像・特徴づける可能性を示し、今後の完全な軌道解と動力学的質量決定に向けた基盤を提供した。