[論文レビュー] Post common envelope binaries from the SDSS. VI. SDSS J120615.73+510047.0: a new low accretion rate magnetic binary

A. Schwope, A. Nebot Gómez-Morán+2 more|Warwick Research Archive Portal (University of Warwick)|Mar 31, 2009

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 39被引用数 27

ひとこと要約

本論文は、磁化白色矮星が風降着によって非常に低い降着率 ∼10⁻¹⁴ M⊙ yr⁻¹ で降着する、M3–M4型主系列星を伴う第9例目の既知のプリポーラー連星として SDSS J120615.73+510047.0 を提示する。この系は108 MGの磁場下で約1 keVにサイクロトロンバンプを示し、距離は360–420 pc、公転周期は約200–270分である。これは、降着率が極めて低い磁化連星の明確なクラスが存在することを支持し、ポーラーと降着しない磁化白色矮星の間の進化的な接続を示す可能性がある。

ABSTRACT

We report the discovery of the ninth pre-polar, consisting of a late-type ZAMS secondary and a magnetic white dwarf. The white dwarf accretes at extreme low rate, dot{M} ~ 10**-14 Msun/yr, from the wind of the companion donor star. The source was found in our systematic search for WD/MS binaries within SDSS/SEGUE. Based on seven Sloan-spectra we estimate a binary period of ~200, 230, or 270 min. The UV to IR spectral energy distribution was decomposed into a dM3-dM4 ZAMS secondary and a cool white dwarf, ~9000 K, which consistently imply a distance between 360 and 420 pc. The optical spectrum displays one pronounced cyclotron hump, likely originating from a low-temperature plasma, ~1 keV, in a field of 108 MG. We comment on the evolutionary link between polars and pre-polars.

研究の動機と目的

• SDSS/SEGUE調査において、低降着率磁化連星（プリポーラー）の新しい例を同定・特徴付けること。
• 複数エポックのスペクトル観測とスペクトルエネルギー分布（SED）モデリングを通じて、SDSS J120615.73+510047.0 の公転周期、距離、成分の性質を特定すること。
• 共通包膜後の連星としてのこの系の進化的状態を調査し、磁化白色矮星の形成と進化に与える影響を検討すること。
• プリポーラーと降着しない磁化白色矮星との関連を検討し、WD/MS連星サンプルにおいてこれらの系が観測されにくい理由を解明すること。
• 磁化ブレーキの停止または異なる角運動量損失率が、長周期において低温の白色矮星が存在する理由を説明できるかを検証すること。

提案手法

• 2008年3月9–10日に取得した7つの個別スペクトルを分析し、NaIダブルレットの径速度変動を測定し、公転運動を推定した。
• ケプラー的軌道モデルを用いて径速度測定値を位相合わせ、公転周期の候補として約200、230、または270分を得た。
• 光学（SDSS）、近赤外（2MASS）、紫外（GALEX）の光度測定と、星のテンプレート（dM3–dM4 ZAMSおよびM3–M4 LHS星）を組み合わせたスペクトルエネルギー分布（SED）フィッティング。
• 白色矮星成分のモデリングにDAモデル大気（8000–9000 K）とサイクロトロン発光特徴を用い、磁場強度とプラズマ温度を推定した。
• スペクトル分解により白色矮星の連続スペクトルとサイクロトロンバンプを分離し、バンプは108 MGの磁場下で低温度プラズマ（約1 keV）からの発光として解釈された。
• dM4 ZAMSテンプレートスペクトルのフラックススケーリングによる距離推定により、dMS = 420 ± 120 pcが得られ、SEDモデリングおよび光度測定データと整合的であった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SDSS J120615.73+510047.0 の公転周期および径速度変動は何か？ これらは連星系の力学的制約にどのように寄与するか？
• RQ2 この系における白色矮星およびM型補助星の物理的パラメータ（温度、光度、磁場強度）は何か？
• RQ3 同程度の公転周期における磁化準星爆発変星の理論的期待値と比較して、極めて低い降着率（約10⁻¹⁴ M⊙ yr⁻¹）はどのように解釈できるか？
• RQ4 プリポーラーとポーラー連星系列におけるこの系の進化的意義は何か？ 特に磁化ブレーキと角運動量損失の観点から検討する。
• RQ5 なぜ降着しない磁化白色矮星はWD/MS連星調査において過小に報告されているのか？ 本系のような系が、欠落している磁化白色矮星問題の解決に寄与できるか？

主な発見

• SDSS J120615.73+510047.0 は、磁化白色矮星が極めて低い降着率 ∼10⁻¹⁴ M⊙ yr⁻¹ で降着するプリポーラー連星として確認された。
• 7エポックにわたるNaIダブルレットの径速度変動に基づき、公転周期は約200、230、または270分の3つの可能性があると制限された。
• スペクトルエネルギー分布のフィッティングとdM4 ZAMSテンプレートのフラックススケーリングにより、距離は360–420 pcと推定された。
• 白色矮星の効果的温度は約9000 K、磁場強度は約108 MGであり、これは光学スペクトルにおける約1 keVのサイクロトロンバンプから推定された。
• 強力な磁場下で発生する低温度プラズマ（約1 keV）からの発光に一致する、明確な1つのサイクロトロンバンプを示しており、これはプリポーラー系の特徴的特徴である。
• 低降着率は、活発な後続のM型星からの風降着に一致しており、ロッシュ・ローブ・オーバーフローではないことを示唆し、共通包膜後の連星の別段階の進化段階を示している可能性がある。