[論文レビュー] Post common envelope binaries from SDSS. II: Identification of 9 close binaries with VLT/FORS2

M. R. Schreiber, B. T. Gänsicke+3 more|Warwick Research Archive Portal (University of Warwick)|Sep 28, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 35被引用数 33

ひとこと要約

本研究では、VLT/FORS2およびMagellan/Clay分光法を用いて26個のかすれた白色矮星/主系列星（WDMS）連星のうち9個の後共通エンvelope連星（PCEB）を同定した。ラジアル速度変動は3σ以上の有意性を示した。結果から、サンプルにおけるPCEBの割合は約35%であると示され、2つの系ではそれぞれ9.17時間および17.48時間の公軌道周期が測定された。これは、近接連星進化を調査するための極めて効率的な手法であることを示している。

ABSTRACT

The Sloan Digital Sky Survey turned out to be very efficient in identifying white dwarf/main sequence binaries (WDMS). The population of WDMS systems consists of wide systems whose stellar components evolve like single stars and - more interesting in the context of close binary evolution - PCEBs. We pursue a large-scale follow-up survey to identify and characterise the PCEBs among the WDMS binaries that have been found with SDSS. We use a two-step strategy with the identification of PCEBs among WDMS in the first and orbital period determinations in the second phase. Here we present first results of our VLT/FORS2 pilot-study that has the target of identifying the PCEBs among the fainter (g>~18.5) SDSS-WDMS. From published SDSS catalogues we selected 26 WDMS targets to be observed with VLT/FORS2. Using a spectral decomposition/fitting technique we determined the white dwarf effective temperatures and surface gravities, masses, and secondary star spectral types for all WDMS in our sample. We used the NaI 8183.27,8194.81 doublet to measure radial velocity variations of our targets and performed additional follow-up spectroscopy using Magellan-Clay/LDSS3 of two systems showing significant radial velocity variations. Among the 26 WDMS systems we find 9 strong PCEB candidates showing clear (>=3sigma) radial velocity variations and we estimate the fraction of PCEBs among SDSS WDMS to be ~35%. We find indications for a dependence of the relative number of PCEBs among SDSS-WDMS on the spectral type of the secondary star. These results are subject to small number statistics and need to be confirmed by additional observations. For two of the identified PCEB candidates, SDSSJ1047+0523 and SDSSJ1414-0132, we measured the orbital periods to be 9.17hrs and 17.48hrs respectively.

研究の動機と目的

• かすれたSDSS白色矮星/主系列星（WDMS）連星のうち、後共通エンvelope連星（PCEB）を同定すること。
• ラジアル速度変動を用いて、SDSS WDMSサンプルにおけるPCEBの割合を決定すること。
• 複数エポック分光法を用いて、確認されたPCEB候補の公軌道周期を測定すること。
• 第二星のスペクトル型に依存するPCEB頻度の関係を評価すること。
• 近接連星進化の理論的モデルに対する観測的制約を提供すること。

提案手法

• ESO-VLT/FORS2をサービスモードで使用し、26個のかすれたSDSS WDMS連星（g ≥ 18.5）を分光的フォローアップの対象に選定した。
• 1日以上の間隔をあけて各対象に対して2つのスペクトルを取得し、Na I λλ8183.27,8194.81二重線を用いてラジアル速度変動を検出する。
• スペクトル分解とフィッティングを実施し、白色矮星の有効温度、表面重力、質量、および第二星のスペクトル型を決定した。
• ラジアル速度変動が顕著に見られた2つの系に対して、Magellan-Clay/LDSS3を用いた追加のフォローアップ分光観測を実施した。
• ラジアル速度変動を用いて公軌道周期を推定し、PCEB候補として分類した。
• 統計的解析を実施し、PCEB割合を推定し、第二星のスペクトル型への依存性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 かすれたSDSS WDMS連星のうち、後共通エンvelope連星（PCEB）はどの程度の割合を占めているか？
• RQ2 Na I二重線におけるラジアル速度変動は、かすれたWDMS系においてPCEB候補を信頼性高く同定できるか？
• RQ3 新たに同定されたPCEB候補の公軌道周期は何か？
• RQ4 PCEB頻度は第二星のスペクトル型に依存するか？
• RQ5 SDSS WDMSサンプルからPCEBを同定するための2段階の分光的フォローアップ戦略は、どの程度効率的か？

主な発見

• 26個の観測されたWDMS連星のうち、3σ以上のラジアル速度変動に基づき9個の強いPCEB候補が同定された。
• SDSS WDMSサンプルにおけるPCEBの推定割合は約35%であり、統計的誤差は±12%である。
• SDSS J1047+0523およびSDSS J1414–0132のそれぞれについて、公軌道周期が9.17時間および17.48時間として測定された。
• 第二星のスペクトル型に依存するPCEB頻度の傾向が示唆されるが、これは少数統計に基づくものである。
• 本調査手法はPCEBの同定において極めて効率的であり、近接連星進化のモデルを検証するための重要な観測的パラメータを提供した。
• スペクトルフィッティングにより、サンプルに含まれるすべてのWDMS系について有効温度、表面重力、質量、スペクトル型が得られた。