[論文レビュー] On the Galactic Nova Progenitor Population

M. J. Darnley, M. F. Bode+7 more|arXiv (Cornell University)|Mar 11, 2013

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、二次星の進化状態に基づく新しい銀河系新星分類法を提唱する。MS新星、SG新星、RG新星の3つに分類し、光度測定データを用いて前身対象群を特定する。SMEIデータを用いて新星光曲線の最大光前停滞現象を確認し、低光度赤超巨星新星がIa型超新星の前身候補として成立する可能性を示唆する。これは従来の除外基準に挑戦する。

ABSTRACT

Of the 350 or more known Galactic classical novae, only a handful of them, the recurrent novae, have been observed in outburst more than once. At least eight of these recurrents are known to harbour evolved secondary stars, rather than the main sequence secondaries typical in classical novae. Here we present a selection of the work and rationale that led to the proposal of a new nova classification scheme based not on the outburst properties but on the nature of the quiescent system. Also outlined are the results of a photometric survey of a sample of quiescent Galactic novae, showing that the evolutionary state of the secondary can be easily determined and leading to a number of predictions. We discuss the implications of these results, including their relevance to extragalactic work and the proposed link to type Ia supernovae. We also present a summary of the work using the SMEI instrument to produce exquisite nova light-curves and confirmation of the pre-maximum halt.

研究の動機と目的

• 新星の出発特性ではなく、二次星の静止状態における進化状態に基づき、銀河系新星を再分類すること。
• 静止状態のシステムを対象とした光度測定調査を用いて、古典的および再発新星の前身対象群を特定すること。
• 特に最近の観測的制約を踏まえて、赤超巨星二次星を有する新星（RG新星）がIa型超新星の前身として成立する可能性を評価すること。
• SMEIデータを活用し、高時間分解能の光曲線を生成し、速い新星における最大光前停滞現象を確認すること。
• ハッブル宇宙望遠鏡の画像を用いて、ローカル団銀河における新星の前身対象を直接検出可能にする。

提案手法

• 2MASSカタログおよびヒッパルコスデータの近赤外光度測定を分析し、静止状態の新星の色-等級図を構築する。
• SMEIの102分周期の観測頻度と8等級の感度を活用し、明るい銀河系新星の完全で高時間分解能の光曲線を生成する。
• ハッブル宇宙望遠鏡ACS/WFCのアーカイブデータに対して、アストロメトリックおよび光度測定解析を適用し、M31における前身システムを同定する。
• Liら（2011）の温度制約と光学色（B-V）を用いて、SN 2011feの$2\sigma$検出限界を再構築する。
• 静止状態のシステムが色-等級図上で位置する場所に基づき、新星をMS-、SG-、RG-新星に分類する。
• 1 M⊙および1.4 M⊙星の理論的進化軌道と、観測された新星前身対象の明るさと色を比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 静止状態の新星における二次星の進化状態は、光度測定データのみで信頼性を持って特定可能か？
• RQ2 近年の超新星前身対象探索において、低光度赤超巨星二次星がどの程度検出を避けているか？
• RQ3 SMEI光曲線で観測された最大光前停滞現象は、降着ダイナミクスまたは質量放出と物理的に関連しているか？
• RQ4 特に明るさが低い系を考慮した場合、赤超巨星二次星を有する新星（RG新星）はIa型超新星の前身として成立する可能性があるか？
• RQ5 ハッブル宇宙望遠鏡のWFC3/UVISおよびIR機器は、ローカル団におけるRG新星の前身システムを解像し同定可能か？

主な発見

• SMEIデータにより、3つの速い新星（KT Eri、V598 Pup、V1280 Sco）における最大光前停滞が確認され、高時間分解能光曲線で明確に観測された。
• M31N 2007-12bの前身は、HST ACS/WFCデータを用いて赤超巨星二次星を有するシステムとして同定され、再発新星としての分類を支持した。
• 二次星の進化状態に基づく新しい分類法（MS新星、SG新星、RG新星）が提唱され、静止状態の色-等級図上の位置と強く相関した。
• KT Eri、EU Sct、V1721 Aqlなどのシステムは、かつて古典的新星と分類されていたが、進化した二次星を有するため、RG新星またはSG新星に再分類された。これらは1回の出発しか観測されていない。
• 解析の結果、V745 Sco や KT Eri などの低光度で未発達な二次星を有するRG新星は、Li ら（2011）のSN 2011feにおける$2\sigma$検出限界を逸脱しており、従来のIa型超新星の前身候補としての除外が疑問視される。
• HST WFC3/UVISは、原則としてローカル団における全RG新星の前身対象群を解像可能であり、それらが新星率に与える寄与を直接測定可能である。