[論文レビュー] SALT spectroscopy of evolved massive stars

A. Y. Kniazev, V. V. Gvaramadze+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 1, 2016

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、南アフリカ大型望遠鏡（SALT）のファイバー入射エッケルススペクトログラフ（HRS）を用いて、候補赤色超新星（cLBV）を含む進化した大質量星の高分解能分光を実施した。Hen 3-729 が数年にわたり最小限の変動で安定したcLBVであることが確認され、HRSが希少な大質量星の詳細な分析に有効であることが示され、LBVの進化および星雲構造の理解が進んだ。

ABSTRACT

Long-slit spectroscopy with the Southern African Large Telescope (SALT) of central stars of mid-infrared nebulae detected with the Spitzer Space Telescope and Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) led to the discovery of numerous candidate luminous blue variables (cLBVs) and other rare evolved massive stars. With the recent advent of the SALT fibre-fed high-resolution echelle spectrograph (HRS), a new perspective for the study of these interesting objects is appeared. Using the HRS we obtained spectra of a dozen newly identified massive stars. Some results on the recently identified cLBV Hen 3-729 are presented.

研究の動機と目的

• スパイトルおよびWISEのミッドインフラレッド星雲からの特定により同定された候補赤色超新星（cLBV）の分光および光度的安定性を調査すること。
• SALT高分解能スペクトログラフ（HRS）が進化した大質量星の詳細分光分析に果たす能力を評価すること。
• 複数エポックの分光および光度測定に基づき、Hen 3-729 をcLBVとして分類・特徴づけること。
• cLBVのHRSおよびRSS分光を比較し、LBV状態遷移を示す分光的変動を検出すること。
• とりわけミッドインフラレッド星雲を有するもの在内的な希少な進化した大質量星の集計に貢献すること。

提案手法

• 中程度分解能（R ≈ 40,000）および高分解能（R ≈ 67,000）モードで、SALT HRS を用いて高分解能エッケルス分光を取得した。
• データ還元にはSALT科学パイプラインに加え、ferosおよびエッケルス用のMIDASコンテキストを用いたカスタムHRSパイプラインを採用した。
• 分光抽出にはバイアス補正、オーバースキャン減算、ゲインキャリブレーション、および宇宙線マスク処理を含めた。
• 波長校正にはアークランプ分光を用い、約450本の識別ラインを基に2次元分散曲線を構築した（rms ≤ 0.007 Å）。
• 大気放射を除去するため、スカイファイバー分光をオブジェクトファイバー分光から差し引いた。
• 青（3900–5500 Å）および赤（5400–8900 Å）アームからの分光オーダーを、約0.04 Åピクセル⁻¹の逆分散度で1次元スペクトルに統合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Hen 3-729 は、複数年にわたり光度および分光的変動が最小限の安定した候補赤色超新星（cLBV）であるか？
• RQ2 HRS分光は、数年前に取得されたRSS分光と比較して、発光線特徴および分光的状態においてどのように異なるか？
• RQ3 Hen 3-729 が本物のLBVやウルフ・レイター星ではなくcLBVとして分類される根拠は何か？
• RQ4 HRS装置は、進化した大質量星におけるLBV状態遷移を示す分光的変化を検出できるか？
• RQ5 cLBVに周囲するミッドインフラレッド星雲の意義は、進化した大質量星集団を同定するうえで何を示すか？

主な発見

• Hen 3-729 は1999年から2016年までの間、Vバンドで0.3 mag未塔の準周期的光度変動を示し、大きな爆発的噴出は認められなかった。
• 数年前に取得されたRSS分光と比較して、HRS分光に顕著な変化は認められず、分光的安定性が確認された。
• この星は高温LBVに特徴的な豊富な発光線スペクトルを維持しており、cLBVとしての分類を支持する。
• 顕著な光度的または分光的変動が認められないことから、Hen 3-729 は本物のLBVではなく、cLBVとしての状態であると結論づけられた。
• HRSデータにより、WS1 が2015年までに高温状態に遷移したことが確認され、強力なHe I発光線の再出現が観測された。
• HRSパイプラインは、全モードで平均波長解像度の精度が0.003–0.007 Åの範囲で、高分解能分光の還元およびキャリブレーションに成功した。