[論文レビュー] On the evolutionary status of Be stars

J. Fabregat, J. M. Torrejón|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、発光線と高速回転を特徴とするBe現象が、B型星の主系列期間の後半に現れ、14–25 Myrの間にピークに達することを提案している。Be現象は、準対流や乱流拡산といった進化的変化と関連しており、表面ヘリウムの増加を引き起こし、ダイナモ生成磁場を駆動する可能性がある。ストルムグレン光度測定を用いたオープンクラスタ内のBe星の元素組成傾向からの観測的裏付けがある。

ABSTRACT

We present a study of the abundance of Be stars in open clusters as a function of the cluster age, using whenever possible ages determined through Stromgren uvby photometry. For the first time in studies of this kind we have considered separately classical and Herbig Be stars. The main results can be summarized as follows: 1.- Clusters associated to emitting nebulosities and undergoing stellar formation are rich in emission line objects, which most likely are all pre-main sequence objects. No bona fide classical Be star has yet been identified among them. 2.- Clusters younger than 10 Myr and without associated nebulosity are almost completely lacking Be stars, despite they have a complete unevolved B main sequence. 3.- Classical Be stars appear at an age of 10 Myr, and reach the maximum abundance in the age interval 14-25 Myr. We interpret our results in the sense that the Be phenomenon is an evolutionary effect which appear in the second half of the main sequence lifetime of a B star. We propose that it can be related to main structural changes happening at this evolutionary phase, which also lead to the recently discovered non-monotonic helium abundance enhancement. The semiconvection or turbulent diffusion responsible of the surface helium enrichment, coupled with the high rotational velocity, can generate magnetic fields via the dynamo effect and thereby originate the Be phenomenon. Observational tests to this hypothesis are proposed.

研究の動機と目的

• オープンクラスタの異なる年齢におけるBe星の元素組成を分析することで、Be星の進化的状態を特定すること。
• クラスタ環境における古典的Be星とヘービッガ・Be星を区別すること。
• Be現象がB型星の特定の進化段階と関連しているかどうかを調査すること。
• 表面ヘリウムの増加とBe現象の発生との関連を調査すること。
• 老化するB型星における構造的変化が引き起こすダイナモ機構が、Be現象を生じさせるとの仮説を検証すること。

提案手法

• Be星を含むオープンクラスタの正確な年齢を導出するために、ストルムグレン uvby 光度測定を用いた。
• クラスタの文脈と星雲の有無に基づいて、Be星を古典的Be星とヘービッガ・Be星に分類した。
• クラスタの年齢に応じたBe星の頻度を分析し、10 Myr未塔のクラスタおよび発光線星雲を有するクラスタに焦点を当てた。
• Be星の出現を、特に準対流や乱流拡散といった構造的変化の開始に伴う進化段階と相関させた。
• 回転するB型星におけるダイナモ作用を通じて、ヘリウム濃度増加と磁場生成を結びつける物理的メカニズムを提唱した。
• 提唱されたダイナモ駆動型のBe現象の説明を検証するための観測的テストを提案した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 古典的Be星は、オープンクラスタにおいてどの進化段階で初めて出現するか？
• RQ2 10 Myr未塔のクラスタには、なぜBe星が存在しないのか、すなわち完全な主系列B型星の集団が存在するにもかかわらず？
• RQ3 Be現象は、B型星の主系列進化中に特定の内部構造的変化と相関しているか？
• RQ4 観測された非単調なヘリウム濃度増加は、Be現象の発生と結びつけることができるか？
• RQ5 老化するB型星における乱流拡散と高速回転が引き起こすダイナモ機構が、Be現象を駆動しているのか？

主な発見

• 発光線星雲を伴うクラスタには、真正の古典的Be星は確認されていない。発光線星雲は恒星形成が進行中の場所であり、主系列前段階の天体を含む。
• 星雲を伴わない10 Myr未塔のクラスタには、未発達のB型主系列星が完全に存在するにもかかわらずBe星が存在しない。これは、Be現象が初期進化段階で発生しないことを示している。
• 古典的Be星は約10 Myrに初めて出現し、14–25 Myrの年齢範囲でピークに達する。これは特定の進化段階を示している。
• Be現象は、B型星の主系列寿命の後半に発生する進化的効果と解釈され、準対流や乱流拡散といった構造的変化と一致する。
• 表面ヘリウム濃度増加を引き起こす同じ物理的過程が、ダイナモ作用を通じて磁場を生成する可能性があり、Be現象の妥当なメカニズムを提供する。
• 本研究は、ダイナモに基づくBe現象の説明を検証するための検証可能な観測的予測を提唱している。