[論文レビュー] Properties of a volume-limited sample of magnetic Ap/Bp stars

J. Power, G. A. Wade+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 19, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、太陽から100パーセク圏内の57個の磁気的Ap/Bp星からなる体積制限付きサンプルを提示し、それらの基本的パラメータおよび磁場特性について、初めて真正に偏りのない決定を実施した。その結果、Ap/Bp星は太陽近傍の中質量星の1.7％を占めており、質量ピークは3.3–3.6 M⊙にあり、強力な磁場は化学異常性と関連していることが判明した。

ABSTRACT

This paper describes a study to deduce fundamental parameters and magnetic field characteristics for all magnetic Ap/Bp stars with in a 100 parsec heliocentric radius volume. This study has allowed for the first time the determination of an effectively unbiased magnetic field distribution of a sample of intermediate mass stars. From published catalogues and other literature sources, we have identified 57 bone fide magnetic A and B stars in the volume, corresponding to 1.7% of all intermediate mass stars within 100 parsec of the Sun. The masses of Ap stars range from 1.5 to 6 solar masses, with the peak of the mass incidence distribution between 3.3 and 3.6 solar masses. Observations of 30 of the Ap/Bp stars were obtained using the MuSiCoS spectropolarimeter at the Telescope Bernard Lyot at Pic du Midi Observatory. These observations will be used to refine periods, and determine magnetic field strength and geometry.

研究の動機と目的

• 太陽からの100パーセク体積内に存在するすべての磁気的Ap/Bp星の基本的パラメータおよび磁場特性を特定すること。
• 明るさ制限付きサーベイに内在する選択バイアスを克服し、Ap/Bp星の実質的に偏りのない統計的サンプルを提供すること。
• 太陽近傍におけるAp/Bp星の質量分布および発生率を調査すること。
• 新しい分光偏光観測を用いて回転周期、磁場強度および幾何構造を精緻化すること。
• サンプルの統計的分析を通じて、磁場生成理論の対立仮説（現在のダイナモ対化石磁場）を検証すること。

提案手法

• ヒッパルコスのパラレルスおよび色指数（B-V：−0.4から1.0）を用いて、太陽から100パーセク圏内の主系列AおよびB星を選別し、体積制限付きサンプルを構築した。
• RensonのApおよびAm星一般カタログと照合し、文献レビュー（明るい星カタログとの照合を含む）によりAp/Bp星を同定した。
• ストロムグレンおよびジョンソンの光度測定を用いて、効用温度およびボロメトリック補正を導出し、Balona（1994）、Stepien（1994）、Landstreet（2006）のキャリブレーションを適用した。
• 磁場特性はピック・デュ・ミディ観測所に設置されたMuSiCoS分光偏光計で測定され、データはESPRITを用いて低減され、最小二乗デコンボリューション（LSD）を用いて解析された。
• 縦方向磁場は、ゼーマン分裂したストークスVプロファイルの一次モーメントから導出され、回転周期は磁場変動の位相畳み込みから決定された。
• 質量発生率分布は、Ap/Bp星の質量分布を非磁気的の中質量星の質量分布で除算することで計算され、統計的比較が可能になった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 明るさ制限付きサーベイに起因する選択バイアスを補正した場合、太陽近傍におけるAp/Bp星の真の発生率はどの程度か？
• RQ2 Ap/Bp星の質量分布はどのようなものか？理論的期待値や進化的制約と整合するピークを示しているか？
• RQ3 サンプル全体にわたるAp/Bp星の磁場強度および幾何構造はどのように変動し、それらは磁場生成理論に何を示唆するか？
• RQ4 観測された回転周期および磁場変動は、磁気双極子配置および表面不均一性と整合的か？
• RQ5 Ap/Bp星の観測特性を用いて、現在のダイナモ仮説と化石磁場仮説の両者を区別できるか？

主な発見

• 太陽近傍の中質量星（1.5–6.0 M⊙）におけるAp/Bp星の発生率は、完全な体積制限付きサンプル（57個の星）に基づき1.7％である。
• Ap/Bp星の質量分布は3.3–3.6 M⊙の範囲でピークを示し、2.1–2.4 M⊙の範囲に二次的ピークがあり、1.5 M⊙が下限として存在する。
• 磁気的Ap/Bp星は3.3–3.6 M⊙の範囲に強く集中しており、質量関数全体にわたる非一様分布を示している。
• ピック・デュ・ミディでMuSiCoS分光偏光計で観測された30個の星を含み、v sin i、回転周期、磁場幾何構造の高精度測定が可能になった。
• 縦方向磁場における磁気的変動が観測され、周期は数日からより長い timescales にわたり、磁気双極子配置と整合的である。
• 200 pcの体積限界を拡大することで、特にスコ・セヌス星団の星を含めるために、高質量領域における統計的パワーを高める必要があることが判明した。