[論文レビュー] Orbiting a binary: SPHERE characterisation of the HD 284149 system

M. Bonavita, V. D’Orazi+53 more|arXiv (Cornell University)|Jul 19, 2017

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 104被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、VLTのSPHERE機器を用いた観測データをもとに、HD 284149系の高精度な特徴付けが行われ、褐色矮星の伴星HD 284149 bのスペクトル型がM9に再評価され、効用温度は2300 Kに特定された。解析により、ガウスのパラメータと固有運動を用いて距離（117.50 ± 5.50 pc）と年齢（35 Myr）が改善され、質量は26 ± 3 M_Jup、分離距離は431.20 ± 7.67 AUに再評価された。また、半径速度と固有運動の不一致に一致する、約0.1"の低質量星の伴星が解明された。

ABSTRACT

In this paper we present the results of the SPHERE observation of the HD 284149 system, aimed at a more detailed characterisation of both the primary and its brown dwarf companion. We observed HD 284149 in the near-infrared with SPHERE, using the imaging mode (IRDIS+IFS) and the long-slit spectroscopy mode (IRDIS-LSS). The data were reduced using the dedicated SPHERE pipeline, and algorithms such as PCA and TLOCI were applied to reduce the speckle pattern. The IFS images revealed a previously unknown low-mass (~0.16$M_{\odot}$) stellar companion (HD 294149 B) at ~0.1$^{\prime\prime}$, compatible with previously observed radial velocity differences, as well as proper motion differences between Gaia and Tycho-2 measurements. The known brown dwarf companion (HD 284149 b) is clearly visible in the IRDIS images. This allowed us to refine both its photometry and astrometry. The analysis of the medium resolution IRDIS long slit spectra also allowed a refinement of temperature and spectral type estimates. A full reassessment of the age and distance of the system was also performed, leading to more precise values of both mass and semi-major axis. As a result of this study, HD 284149 ABb therefore becomes the latest addition to the (short) list of brown dwarfs on wide circumbinary orbits, providing new evidence to support recent claims that object in such configuration occur with a similar frequency to wide companions to single stars.

研究の動機と目的

• 高分解能分光法を用いて、褐色矮星伴星HD 284149 bのスペクトル型と効用温度を精緻化する。
• ガウスのパラメータと固有運動測定値を用いて、HD 284149系の距離と年齢推定値を改善する。
• 更新された恒星および系パラメータに基づき、HD 284149 bの軌道分離距離と動的質量を再評価する。
• 非コロナグラフ型赤外分光撮像（IRDIFS）を用いて、低質量星の伴星（HD 284149 B）の存在を確認し、半径速度と固有運動の不一致と整合性があることを検証する。
• 将来的な質量決定可能性を評価し、広い連星系にまつわる褐色矮星の動的潜在的意義を検討する。

提案手法

• VLTのSPHERE機器に搭載されたIRDISを用い、長スリット分光法（LSS）モードでHD 284149 bの中分解能分光観測を実施した。
• 観測スペクトルをモントリオール褐色矮星および系外惑星分光スペクトルライブラリと比較し、スペクトル型と効用温度を特定した。
• ガウスDR2のパラメータ（視差と固有運動）を統合し、系の距離（117.50 ± 5.50 pc）と年齢（35 Myr）を精緻化した。
• 更新された恒星パラメータと軌道要素を用いて、HD 284149 bの軌道分離距離と動的質量を再計算した。
• 非コロナグラフ型IRDIFS画像を解析し、約0.1"の角度分離に位置する低質量伴星を解像した。
• ガウスとTycho-2カタログの間の固有運動の不一致と、半径速度差を併用して、伴星の存在を裏付けた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 褐色矮星伴星HD 284149 bの精緻化されたスペクトル型と効用温度は何か？
• RQ2 ガウスの視差と固有運動測定値は、HD 284149系の距離と年齢推定値をどのように改善するか？
• RQ3 精緻化された系パラメータに基づき、HD 284149 bの更新された軌道分離距離と動的質量は何か？
• RQ4 約0.1"の角度分離に位置する低質量星の伴星は、半径速度と固有運動の不一致と整合的か？
• RQ5 HD 284149 ABbは、広い連星系にまつわる褐色矮星の出現頻度という文脈で、どのような意味を持つか？

主な発見

• モントリオール分光スペクトルライブラリとの比較により、HD 284149 bのスペクトル型はM9に精緻化され、効用温度は2300 Kに特定された。
• ガウス視差測定値を用いて、系の距離は117.50 ± 5.50 pcに決定され、以前の推定値が改善された。
• 系の恒星年齢は35 Myrと推定され、若年性の開放集団の集団と整合的である。
• 更新された軌道および恒星パラメータに基づき、HD 284149 bの軌道分離距離は431.20 ± 7.67 AUに精緻化された。
• HD 284149 bの動的質量は26 ± 3 M_Jupに特定され、以前の推定値よりも精度が向上した。
• 約0.1"の角度分離に位置する低質量星の伴星（HD 284149 B、質量は約0.16 M_⊙）が解像され、半径速度と固有運動の不一致と整合的であった。