[論文レビュー] Short-term variability and mass loss in Be stars IV. Two groups of closely spaced, approximately equidistant frequencies in three decades of space photometry of $ν$ Puppis (B7-8 IIIe)

D. Baade, A. Pigulski+14 more|arXiv (Cornell University)|Aug 30, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 77被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、B7-8 IIIe 型のBe星 ν Puppis における30年間の宇宙空間からの光度測定およびスペクトロスコピーを分析し、約0.0021 日当たりサイクルの間隔で空間的に分離された2つの非球面振動（NRP）周波数群の存在を明らかにした。これらの周波数群の長期的安定性、特にほぼ等間隔の間隔は、角運動量損失を支配する一貫した振動メカニズムを示唆しており、非球面振動がBe星における質量放出イベントを駆動する役割を果たしていることを支持する。

ABSTRACT

In early-type Be stars, groups of nonradial pulsation (NRP) modes with numerically related frequencies may be instrumental for the release of excess angular momentum through mass-ejection events. Difference and sum/harmonic frequencies often form additional groups. The goal of this study is to find out whether a similar frequency pattern occurs in the cooler third-magnitude B7-8\,IIIe shell star $ν$ Pup. Time-series analyses are performed of space photometry with BRITE-Constellation (2015, 2016/17, and 2017/18), SMEI (2003--011), and Hipparcos (1989-1993). Two IUE SWP and 27 optical echelle spectra spanning 20 years were retrieved from various archives. The optical spectra exhibit no anomalies or well-defined variabilities. A magnetic field was not detected. All three photometry satellites recorded variability near 0.656 c/d which is resolved into three features separated by ~0.0021 c/d. First harmonics form a second frequency group, also spaced by ~0.0021 c/d. The frequency spacing is very nearly but not exactly equidistant. Variability near 0.0021 c/d was not detected. The long-term frequency stability could be used to derive meaningful constraints on the properties of a putative companion star. The IUE spectra do not reveal the presence of a hot subluminous secondary. $ν$\,Pup is another Be star exhibiting an NRP variability pattern with long-term constancy and underlining the importance of combination frequencies and frequency groups. The star is a good target for efforts to identify an effectively single Be star.

研究の動機と目的

• 30年間にわたる光度計測データを用いて、ν Puppis における非球面振動（NRP）周波数パターンの存在を調査すること。
• 観測された周波数群が時間経過とともに安定しているかどうかを特定し、潜在的伴星の性質を制約すること。
• 星の光度およびスペクトル的挙動が、振動駆動型質量放出を伴う実質的単一のBe星であるという仮説を支持するかを評価すること。
• 組み合わせ周波数（和および差）が観測された変動および角運動量輸送をどのように形作っているかを調査すること。

提案手法

• BRITE-Constellation（2015年、2016/17年、2017/18年）、SMEI（2003年–2011年）、Hipparcos（1989年–1993年）の宇宙空間光度計測データを用いて時系列解析を実施した。
• 20年間にわたる27本の光学エシェルスペクトルおよび2本のIUE SWPスペクトルを分析し、スペクトルの変動を評価し、磁場の有無を検出した。
• 0.656 日当たりサイクル付近に、約等間隔で密接に間隔を空けた2つの周波数群を同定・特徴づけた。周波数間隔は約0.0021 c/dであった。
• 周波数パターンの長期的安定性を調査し、潜在的伴星の制約を導出する。
• 組み合わせ周波数（高調波、和、差）の有無を評価し、それらが振動構造に果たす役割を検討した。
• 光度計ドップラーシフトモデリングを用いて、潜在的伴星の軌道パラメータの上限を設定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ν Puppis の長期的光度計測観測は、非球面振動を示す安定的かつ繰り返し現れる周波数パターンを明らかにするか？
• RQ2 ν Puppis における観測された周波数群は、和周波数を含む階層的振動モデルと整合的か？
• RQ3 周波数間隔の長期的安定性（約0.0021 c/d）を用いて、潜在的伴星の軌道パラメータを制約できるか？
• RQ4 磁場の存在またはスペクトル的異常は、連星系または複雑な周囲星間物質構造を示唆する証拠となるか？
• RQ5 安定した周波数パターンと検出不能な伴星シグネチャの欠如を踏まえると、ν Puppis は実質的単一のBe星と見なせるか？

主な発見

• 0.656 日当たりサイクル付近に3つの明確な光度周波数が解像され、それらは約0.0021 c/d の間隔で配置されており、数十年にわたる極めて高い長期的安定性を示した。
• 2番目の組み合わせ周波数群（おそらく和または差モード）が同定され、これも約0.0021 c/d の間隔で配置されており、ネストされた振動構造を示唆した。
• 周波数間隔は非常に等間隔に近いが、完璧な等間隔ではなく、複雑でおそらく非線形な振動メカニズムを示唆している。
• ν Puppis には顕著な磁場は検出されず、光学スペクトルにも異常や強い変動は認められず、単一星としての分類を支持する。
• IUEデータにおける高温の低光度伴星の欠如は、高温の伴星を伴う近接連星系の存在を排除する。
• 長期的な光度的安定性と単純な周波数スペクトルから、ν Puppis は実質的単一のBe星における振動駆動型質量放出を研究する上で極めて適した候補である。