[論文レビュー] Post common envelope binaries from SDSS. IV: SDSSJ121258.25-012310.1, a new eclipsing system

A. Nebot Gómez-Morán, A. Schwope+9 more|Americanae (AECID Library)|Jan 14, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 32被引用数 27

ひとこと要約

本論文では、8.06時間の公軌道周期と23分間の皆既日食持続時間を持つ、新しい日食型後共通エンvelope二重星（PCEB）SDSSJ121258.25–012310.1の発見と詳細な特徴化を報告する。多バンド光度測定、分光測定および光曲線モデリングを用いて、この系は0.46–0.48 M⊙の白色矮星と0.26–0.29 M⊙のM4型主系列星から構成されており、距離は230±20 pcに位置し、共通エンベロープの放出後の初期進化段階にあると考えられる。

ABSTRACT

From optical photometry we show that SDSSJ121258.25-012310.1 is a new eclipsing, post common-envelope binary with an orbital period of 8.06 hours and an eclipse length of 23 minutes. We observed the object over 11 nights in different bands and determined the ephemeris of the eclipse to HJD_mid = 2454104. 7086(2) + 0.3358706(5) x E, where numbers in parenthesis indicate the uncertainties in the last digit. The depth of the eclipse is 2.85 +/- 0.17 mag in the V band, 1.82 +/- 0.08 mag in the R band and 0.52 +/- 0.02 mag in the I band. From spectroscopic observations we measured the semi-amplitude of the radial velocity K_2 = 181 +/- 3 km/s for the secondary star. The stellar and binary parameters of the system were constrained from a) fitting the SDSS composite spectrum of the binary, b) using a K-band luminosty-mass relation for the secondary star, and c) from detailed analyses of the eclipse light curve. The white dwarf has an effective temperature of 17700 +/- 300 K, and its surface gravity is logg =7.53 +/- 0.2. We estimate that the spectral type of the red dwarf is M4 +/- 1 and the distance to the system is 230 +/- 20 parsec. The mass of the secondary star is estimated to be in the range Msec = 0.26-0.29 Msun, while the mass of the white dwarf is most likely Mwd = 0.46-0.48 Msun. From an empirical mass-radius relation we estimate the radius of the red dwarf to be in the range 0.28-0.31 Rsun, whereas we get Rwd = 0.016-0.018 Rsun from a theoretical mass-radius realation. Finally we discuss the spectral energy distribution and the likely evolutionary state of SDSS1212-0123.

研究の動機と目的

• SDSS調査から新しい日食型後共通エンベロープ二重星（PCEB）を同定・特徴化すること。
• 多バンド光度測定および分光測定を用いて、白色矮星と低質量主系列星の基本的星像パラメータを特定すること。
• 冷却曲線と重力放射モデルを用いて、系の進化歴および将来の進化を制約すること。
• 観測されたPCEBパラメータを理論的予測と比較することで、人口合成モデルの検証を行うこと。

提案手法

• 11夜にわたるV、R、Iバンドにおける時間分解差分光度測定を実施し、公軌道周期と日食深度を測定した。
• 分光観測からの径速度測定により、副星の半振幅（K₂ = 181 ± 3 km/s）を導出した。
• SDSSの合成スペクトルにフィットさせることで、白色矮星の効果温度（T_eff = 17,700 ± 300 K）と表面重力（log g = 7.53 ± 0.2）を推定した。
• Kバンドの光度-質量関係を適用して、副星の質量（0.26–0.29 M⊙）を推定した。
• 詳細な日食光曲線コードを用いてIバンド光曲線をモデリングし、公軌道傾き（i > 82°）と質量比を決定した。
• 重力放射を唯一の角運動量損失機構として仮定し、後共通エンベロープ進化を再構築することで、初期公軌道周期（P_CE ≈ 8.07 時間）を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新たに発見された日食型PCEB SDSSJ121258.25–012310.1の公軌道および星像パラメータは何か？
• RQ2 この系における白色矮星の進化状態および冷却年齢は何か？
• RQ3 この系の現在の公軌道周期は、共通エンベロープ後の周期と比べてどう異なるのか？これは角運動量損失に何を示唆するか？
• RQ4 この系が、Cataclysmic Variable（Cataclysmic Variable）の前身星として代表的であるかどうか、その進化 timescale に照らして検討する。

主な発見

• 公軌道周期は0.3358706(5)日（8.06時間）であり、日食持続時間は23分、中日食のエフェマリスはHJD = 2454104.7086(2) + 0.3358706(5) × E である。
• Vバンドでは日食深度が2.85 ± 0.17 mag、Rバンドでは1.82 ± 0.08 mag、Iバンドでは0.52 ± 0.02 mag であった。
• 白色矮星の効果温度は17,700 ± 300 K、表面重力log g = 7.53 ± 0.2 であり、質量0.46–0.48 M⊙、半径0.016–0.018 R⊙と整合的である。
• 副星はM4型星であり、質量0.26–0.29 M⊙、半径0.28–0.31 R⊙であると、実験的質量-半径関係に基づいて推定された。
• 距離は230 ± 20パーセク、系統的径速度は17 ± 3 km/s であった。
• 後共通エンベロープ公軌道周期は約8.07時間と推定され、Cataclysmic Variableに至るまで約1.8 × 10^10年を要すると推定される。これは、この系が現在のCV集団を代表していないことを示唆している。