[論文レビュー] Planetary nebulae that might have been shaped by a triple stellar system

Ealeal Bear, Noam Soker|arXiv (Cornell University)|Jun 27, 2016

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、解像度の高い画像における形態的非対称性を根拠に、約13–21%の星雲（PNe）が三重星系の影響を受けて形成されたと提案している。非軸対称かつ非鏡像対称構造に対して重み付き分類システム（eta_t=1、eta_l=0.67、eta_m=0.33）を用い、著者らは、多くのPNeがその形成に第三星が関与した可能性が高いと特定した。

ABSTRACT

We examine the images of hundreds of planetary nebulae (PNe) and find that about one in six PNe might have been shaped by an interacting triple stellar progenitor. For resolved images we classify PNe by one of four categories. (1) PNe that show no need for a tertiary star to account for their morphology. (2) PNe whose structure posses a pronounced departure from axial-symmetry and/or mirror-symmetry. We classify these as `having a triple stellar progenitor'. (3) PNe whose morphology possesses departure from axial-symmetry and/or mirror-symmetry, but not as pronounced as in the previous class, and are classified as `likely shaped by triple stellar system'. (4) PNe with minor departure from axial-symmetry and/or mirror symmetry that could have been as well caused by an eccentric binary system or the inter-stellar medium. These are classified as `maybe shaped by a triple stellar system'. Given a weight eta_t=1, eta_l=0.67, eta_m=0.33 to classes 2, 3 and 4, respectively, we find that about 13 - 21% of PNe have been shaped by triple stellar systems. Although in some evolutionary scenarios not all three stars survive the evolution, we encourage the search for a triple stellar systems at the center of some PNe.

研究の動機と目的

• 星雲（PNe）に観察された形態的非対称性が、三重星系の前身星系の影響によるものかどうかを調査すること。
• 対称性の性質に基づいてPNeを分類し、形態の説明に第三星が必要なものを区別すること。
• 重み付き分類スキームを用いて、三重星系が形作ったPNeの割合を定量化すること。
• 非対称な形態を示すPNeの中心に三重星系が存在する観測的探索を促すこと。

提案手法

• 数百個の星雲の解像度の高い画像を分析し、軸対称性および鏡像対称性からの逸脱を評価すること。
• PNeを4つの形態的カテゴリーに分類する：(1) 第三星が不要な形で説明可能な対称的構造；(2) 明著な非対称性（「三重星系の前身を有する」と分類）；(3) 中程度の非対称性（「三重システムによって形作られた可能性が高い」と分類）；(4) 軽微な非対称性（「三重システムによって形作られた可能性がある」と分類）。
• 各分類カテゴリーに重み係数を割り当てる：クラス2には eta_t=1、クラス3には eta_l=0.67、クラス4には eta_m=0.33 を割り当てる。
• 3つの曖昧なカテゴリーにわたる重み付き寄与の合計を計算し、三重星系によって形作られたPNeの総割合を算出すること。
• 重み付き合計を用いて、すべての3つの星が進化の過程で生存していない場合でも、三重星系が星雲の形成に影響を与えた統計的尤もらしさを推定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どの程度の割合の星雲が、説明に三重星系が必要な形態的特徴を示しているか？
• RQ2 星雲の非対称性の度合いをどのように定量的に分類すれば、二重星系と三重星系の影響を区別できるか？
• RQ3 すべての3つの星が最終的に残らない場合でも、星雲の形態的非対称性のどの程度が第三星の影響によるものとみなせるか？
• RQ4 星雲のどの形態的特徴が、三重星系の前身星系の存在を最も強く示唆しているか？

主な発見

• 重み付き分類による非対称性の分析を根拠に、約13–21%の星雲が三重星系の影響を受けて形成されたと推定されている。
• 約6分の1の星雲が、前身星系に第三星が関与した可能性を示す形態的特徴を示している。
• 分類システムは、顕著な非対称性を示すPNeに最高の重み（eta_t=1）を割り当てており、三重前身星の強い証拠を示している。
• 中程度の非対称性を示すPNe（クラス3）には中程度の重み（eta_l=0.67）が割り当てられており、三重システムの影響が可能性として高いが、それほど明確ではない。
• 軽微な非対称性を示すPNe（クラス4）には低い重み（eta_m=0.33）が割り当てられており、三重システムの影響は可能性としてあるが、それほど確実ではない。
• 本研究では、非対称な形態を示すPNeの中心に三重星系を観測的に探す継続的な取り組みを促している。