[論文レビュー] Revised Diagnostic Diagrams for Planetary Nebulae

H. Riesgo, J. A. López|arXiv (Cornell University)|Feb 8, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 3被引用数 15

ひとこと要約

本稿では、ストラスブール銀河星雲カタログ第2部（SCGPN II）に掲載された613個の天体を用いた、惑星状星雲の再検討された診断図を提示する。log [Hα/[S ii]] 対 log [Hα/[N ii]]、log [Hα/[S ii]] 対 [S ii]λλ6717/6731、および log [Hα/[N ii]] 対 [S ii]λλ6717/6731 平面上での電子密度および励起状態の統計的限界を再定義し、SMB77が提唱した図に比べ、進化段階にわたる物理的状態の表現が著しく向上している。

ABSTRACT

Diagnostic diagrams of electron density - excitation for a sample of 613 planetary nebulae are presented. The present extensive sample allows the definition of new statistical limits for the distribution of planetary nebulae in the log [Ha/[SII]] vs log [Ha/[NII]], log [Ha/[SII]] vs [SII] 6717/6731 and log [Ha/[NII]] vs [SII] 6717/6731 planes. The diagrams provide a good representation of the ranges of physical conditions, indicated by these emission line ratios, present in planetary nebulae during different evolutionary stages.

研究の動機と目的

• より大規模で均一性の高いデータセットを用いて、惑星状星雲（PNe）の電子密度－励起診断図における診断パラメータ空間を更新すること。
• 元々のSMB77図に課題があること、すなわち約40個のPNeに基づいており、古くなった境界線を示していることに対処すること。
• 主要な発光線強度比平面におけるPNe分布の新しい統計的限界（85%確率楕円）を定義すること。
• 特に進化した、低密度または高密度のコンパクトなPNeを、診断図における位置に基づいて識別・特徴付ける能力を向上させること。
• 現在は希なデータに基づいているため、H II領域および超新星残骸のパrameter空間についても同様の更新が必要であることを強調すること。

提案手法

• ストラスブール銀河星雲カタログ第2部（SCGPN II）から、必要な発光線強度を有する613個の惑星状星雲のデータベースを構築した。
• より強い[ N ii ] λ6584線を用い、弱い線を含めるために標準比 λ6584/λ6548 = 2.94 を適用し、log [Hα/[S ii]] および log [Hα/[N ii]] の比を計算した。
• 不完全または信頼性の低い線強度データを除外した後、550個の天体について [S ii]λλ6717/6731 線比を計算した。
• PNeが診断平面に分布する様子を表すために、85%確率楕円を用いて新しい統計的限界を定義した。
• 3つの診断平面にデータをプロットした：log [Hα/[S ii]] 対 log [Hα/[N ii]]、log [Hα/[S ii]] 対 [S ii]λλ6717/6731、および log [Hα/[N ii]] 対 [S ii]λλ6717/6731。
• 右側軸に電子密度スケールを示し、[S ii]λλ6717/6731 が信頼できる電子密度指標となる範囲を破線の水平線で示した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 613個のPNeというより大規模で均一性の高いサンプルに基づく場合、電子密度－励起診断図における惑星状星雲の分布はどのように変化するか？
• RQ2 log [Hα/[S ii]] 対 log [Hα/[N ii]]、log [Hα/[S ii]] 対 [S ii]λλ6717/6731、および log [Hα/[N ii]] 対 [S ii]λλ6717/6731 平面上でのPNeの位置に新たな統計的限界は何か？
• RQ3 再検討された図は、元のSMB77図に比べ、惑星状星雲の異なる進化段階における物理的状態（特に電子密度および励起）をどの程度よく表現しているか？
• RQ4 進化した、低密度、およびコンパクトで高密度のPNeは、再検討された診断平面のどこに位置するか？ その位置は物理的特徴をどのように反映しているか？
• RQ5 現在は希なデータに基づいているため、H II領域および超新星残骸の元のパrameter空間境界は、現代の大規模データセットで再評価された際にも有効であるか？

主な発見

• 再検討された図では、log [Hα/[S ii]] と log [Hα/[N ii]] の間に0.79の相関が見られ、PNeにおけるこれらの発光線比の強い関係を示している。
• log [Hα/[S ii]] と [S ii]λλ6717/6731 の間の相関は-0.58と中程度であり、意味のある関係があるが完璧ではないことを示している。
• log [Hα/[N ii]] と [S ii]λλ6717/6731 の間の相関は-0.37と弱く、これら2つの比の間には直接的な依存関係が限定的であることを示している。
• [S ii]λλ6717/6731 比の分布は0.6で鋭くピークし、対称的ではなく、高密度に向かって滑らかに低下し、高密度で急激に減少している。
• log [Hα/[S ii]] 比は一般的に1.2付近に集中しており、ピークの両側にほぼ均等に分布している。
• log [Hα/[N ii]] 比は0.0付近に集中しているが、負の値へは急激に減少しており、多くのPNeがHαに比べて[ N ii ]の寄与が小さいことを示している。