[論文レビュー] Spectral Identification of New Galactic cLBV and WR Stars

Guy S. Stringfellow, V. V. Gvaramadze+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 12, 2011

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、スパitzerおよびWISE調査で検出されたコンパクトな星雲に関連する星の近赤外分光測定を用いて、50例の新しい銀河系準ルミノス・ブルー・ヴァリエーブル星（cLBVs）候補および複数のウルフ・レイター（WR）星を同定した。結果は、周囲星雲が質量の大きな進化した星を示す重要な指標であることを確認しており、既知のLBVおよびWR星と類似したスペクトルは、のちに発見される可能性のある、銀銀河に隠れた多数のcLBVsが存在することを示唆している。

ABSTRACT

We have undertaken a near-IR spectral survey of stars associated with compact nebulae recently revealed by the Spitzer and WISE imaging surveys. These circumstellar nebulae, produced by massive evolved stars, display a variety of symmetries and shapes and are often only evident at mid-IR wavelengths. Stars associated with ~50 of these nebulae have been observed. We also obtained recent spectra of previously confirmed (known) luminous blue variables (LBVs) and candidate LBVs (cLBVs). The spectral similarity of the stars observed when compared directly to known LBVs and Wolf-Rayet (WR) stars indicate many are newly identified cLBVs, with a few being newly discovered WR stars, mostly of WN8-9h spectral type. These results suggest that a large population of previously unidentified cLBVs and related transitional stars reside in the Galaxy and confirm that circumstellar nebulae are inherent to most (c)LBVs.

研究の動機と目的

• 周囲星雲を指標として用いることで、特にcLBVsおよびWR星を含む質量の大きな進化した星を同定・分類すること。
• 高い減光と固有の変動性のため光学的検出が困難なこれらの星を、中赤外および近赤外の放射特徴に焦点を当てることで検出する課題に対処すること。
• スパitzerおよびWISE星雲カタログから得た候補を分光的に確認することで、銀河系のcLBVsおよびWR星の既知の集団を拡大すること。
• Fe iiの発光およびラインプロファイルの変動を分析することにより、cLBVsの進化状態を調査すること。
• Fe iiが欠乏したスペクトルが、高温のS Dor状態であるか、WN型星への移行を示すかを特定すること。

提案手法

• スパitzer MIPSGALおよびGLIMPSE調査で同定されたコンパクトな星雲内に位置する星の近赤外分光測定調査を実施した。
• APO、ESO-VLT、NASA-IRTF、パラホル・ヘイル望遠鏡など、主要な観測所からの高分解能近赤外分光測定を用いた。
• 観測されたスペクトルを既知のLBVおよびWR星のテンプレートと比較し、中心星の進化状態を分類した。
• H、He i、Mg ii、Na i、Fe ii、[Fe ii]の発光ラインを分析して、cLBVおよびWRの特徴を同定した。
• 複数エポックおよび複数波長の画像（例：8 μm、24 μm、2MASS Ks、Iバンド）を用いて、対応源の確認および光学的対応体の検出を実施した。
• 統計的およびスペクトル類似性分析を用いて、発光ラインのプロファイルおよび強度に基づき、星をcLBVsまたはWR星として分類した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スパitzerおよびWISE調査で検出されたコンパクトな星雲に関連する、以前に同定されていなかったcLBVsおよびWR星はどれくらい存在するか？
• RQ2 Fe ii 2.089 μm発光のようなスペクトル特徴は、cLBVsの進化状態とどの程度相関しているか？
• RQ3 Fe iiが欠乏したcLBVスペクトルは、高温のWN型フェーズへの移行を示すか、または活発な高温S Dorサイクルを示すか？
• RQ4 中赤外星雲は、のちに発見される銀河系の質量の大きな進化した星を同定するための信頼できる指標とみなせるか？
• RQ5 コンパクトな星雲に関連する星々の観測されたスペクトル多様性は、進化的にどのような意味を持つのか？

主な発見

• 既知のLBVと類似したスペクトルから、約50例の新しい準ルミノス・ブルー・ヴァリエーブル星（cLBVs）候補が同定された。
• 主にWN8-9hスペクトル型の特徴的な発光ラインに基づき、数例の新しいウルフ・レイター星が発見された。
• ほとんどのcLBVsでFe ii 2.089 μm発光が検出されたが、MN 96、MN 112、MN 76ではその欠如が観測され、これらは高温のS Dor状態にあり、またはWN型星への移行段階にある可能性がある。
• MN 112のスペクトルは光学的にP Cygniとほぼ同一であるが、KバンドではFe ii発光が欠落しており、より高温のライン形成領域を示している。
• 星雲MN 80に関連する星は、以前はG7 Iと誤分類されていたが、これは別の源が観測されたか、または劇的なスペクトル的変化が起きた可能性を示唆している。
• SALTを用いた光学的フォローアップ分光測定により、新たに発見された2つの中心星のスペクトルがP Cygniと極めて類似していることが確認され、cLBV分類を支持した。