[論文レビュー] Reaching the boundary between stellar kinematic groups and very wide binaries. II. alpha Lib + KU Lib: a common proper motion system in Castor separated by 1.0 pc

J. A. Caballero|arXiv (Cornell University)|Jan 29, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 74被引用数 26

ひとこと要約

本論文は、2億年程度の年齢のカストール・ムービング・グループに属するα Lib（ズーベネルゲヌビ）とKU Libが、1.0 pcの距離で分離された重力的に束縛された超広域の共通運動二重星系を形成していると提案している。これは、あらゆる質量領域において最も広がった既知の複数星系である。その極めて広い分離にもかかわらず、この系の高い束縛エネルギーと若さから、銀河の潮汐力による破壊の直前であると考えられ、若い広域二重星の動的進化を観測的に捉える稀な機会を提供する。

ABSTRACT

Aims: I investigate the gravitational binding of a nearby common proper motion system in the young Castor moving group (tau ~ 200 Ma), formed by the bright quadruple star alpha Lib (Zubenelgenubi) and the young solar analog KU Lib. The system has an exceptionally wide angular separation, of about 2.6 deg, which corresponds to a projected physical separation of about 1.0 pc. Methods: I compile basic information of the system and compare its binding energy with those of other weakly bound systems in the field, and study the physical separations of resolved multiple systems in Castor. Results: KU Lib has roughly the same proper motion, parallactic distance, radial velocity, and metallicity than the young hierarchical quadruple system alpha Lib. Besides, KU Lib also displays youth features. The resemblance between these basic parameters and the relatively large estimated binding energy point out that the five stars are gravitationally bound. KU Lib and alpha Lib constitute the widest known multiple system at all mass domains, and likely represent the most extreme example of young wide binaries on the point of being disrupted. Besides, I make a comprehensive compilation of star candidates in Castor, including new ones.

研究の動機と目的

• 2.6°（1.0 pc）の分離で分離された共通運動対であるα LibとKU Libが、若年齢のカストール・ムービング・グループ内で重力的に束縛されているかどうかを調査すること。
• その極めて大きな投影距離を考慮すると、この系が物理的二重星であるのか、偶然の一致であるのかを特定すること。
• この系の束縛エネルギーが他の既知の広域二重星と比較してどの程度のものかを評価し、銀河の潮汐力による破壊に対する安定性を検証すること。
• カストール・ムービング・グループに属する星候補を包括的にリスト化すること、新発見を含む。
• 運動的グループと非常に広域の二重星の境界について、特に若く動的には壊れやすい系の文脈で探求すること。

提案手法

• ヒッパルコス、SIMBAD、その他のデータベースから得たアストロメトリック、光度測定、径速度データを統合し、共通運動と物理的パラメータを評価した。
• 視差距離と角度距離を用いて、投影物理的距離（s ≈ 217 kAU ≈ 1.0 pc）を計算した。
• 二重星の束縛エネルギーの公式を用いて、重力的束縛エネルギー（|U_g*| ≈ 46.1 × 10^33 J）を推定し、他の既知の広域二重星と比較した。
• クロースら（1990年）が導出した臨界分離限界を用いて、銀河の潮汐力による破壊の可能性を評価した。この質量組合せでは、破壊の臨界距離は約6.0 pcと予測されている。
• AladinとUSNO-B1データを用いて共通運動フィルタを適用し、候補となる広域二重星対を同定・検証した。
• カストール・ムービング・グループのバーチャル・オブザーバトリ・サーベイを実施し、合計15個の星候補（うち5つは新発見：KU Lib、VV Lyn AB、36 UMa A、μ Dra C、V447 Lac B）をリスト化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 α Lib–KU Lib対が1.0 pcの投影距離で分離しているにもかかわらず、物理的二重星であるのか、それとも偶然の一致であるのか？
• RQ2 α Lib–KU Lib系の重力的束縛エネルギーは何か？ 他の既知の広域二重星と比較するとどうなるか？
• RQ3 この系は、銀河の潮汐力の影響を受けても、その寿命にわたって生存可能であるのか？
• RQ4 この系は、恒星の運動的グループと非常に広域の二重星の境界についての理解において、どのような意味を持つのか？
• RQ5 カストール・ムービング・グループ内に、追加の候補広域二重星は存在するのか？ その統計的有意性は？

主な発見

• α LibとKU Libは、ほぼ同一の固有運動、視差、径速度、金属量、若年齢指標を共有しており、共通運動および物理的関連性が確認された。
• この系の束縛エネルギーは |U_g*| ≈ 46.1 × 10^33 J であり、α Cen–Proxima系（–32.1 × 10^33 J）を上回っており、壊れやすい非常に低質量の広域二重星のエネルギーのおよそ10倍に達する。
• 1.0 pcの投影物理的距離（217 kAU）は、あらゆる質量領域において最も広がった既知の複数星系であることを示している。
• この系は、銀河の潮汐力による破壊の過程にあり、質量組合せの理論的破壊限界（約6.0 pc）に近づいているため、今後数個の銀河公転周期しか生存できない可能性がある。
• 本研究では、カストール・ムービング・グループに5つの新しい星候補を特定した：KU Lib（自体）、VV Lyn AB、36 UMa A、μ Dra C、V447 Lac B。
• さらに、投影距離約16 kAU（0.076 pc）の広域二重星対V450 And ABとV451 Andが発見され、非常に広域二重星の既知の集団をさらに拡張した。