[論文レビュー] Strong dust processing in circumstellar discs around 6 RV Tauri stars. Are dusty RV Tauri stars all binaries?

S. De Ruyter, H. Van Winckel+3 more|Ghent University Academic Bibliography (Ghent University)|Mar 14, 2005

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 24被引用数 33

ひとこと要約

本稿は、7つのRV Tauri星のスペクトルエネルギー分布（SED）を提示し、6つの系で強い赤外線過剰と大径粒子のダスト成分を確認した。これは、コンpakな、おそらくケプラー的軌道の円盤の存在を示唆する。著者らは、こうした加工されたダスト円盤を形成するには二重星の相互作用が不可欠であると主張し、すべてのダストを含むRV Tauri星が二重星である可能性を示唆している。

ABSTRACT

We present extended Spectral Energy Distributions (SEDs) of seven classical RV Tauri stars, using newly obtained submillimetre continuum measurements and Geneva optical photometry supplemented with literature data. The broad-band SEDs show a large IR excess with a black-body slope at long wavelengths in six of the seven stars, R Sct being the noticeable exception. This long wavelength slope is best explained assuming the presence of a dust component of large grains in the circumstellar material. We show that the most likely distribution of the circumstellar dust around the six systems is that the dust resides in a disc. Moreover, very small outflow velocities are needed to explain the presence of dust near the sublimation temperature and we speculate that the discs are Keplerian. The structure and evolution of these compact discs are as yet not understood but a likely prerequisite for their formation is that the dusty RV Tauri stars are binaries.

研究の動機と目的

• 拡張されたスペクトルエネルギー分布（SED）を用いて、RV Tauri星の周囲ダストの性質を調査すること。
• 観測された赤外線過剰とダスト特性が、球対称的拡散流ではなく円盤状構造を示しているかどうかを特定すること。
• ダストの加工が、ダストを含むRV Tauri星の進化段階と二重星性に与える意味を検討すること。
• コンパクトな構造に存在する大粒径で加工されたダストの存在が、こうした系の二重星起源を強く示唆するかどうかを評価すること。

提案手法

• ジェネヴァおよび文献データからの可視光フィルタ測光と、新規に得られたミリ波長帯の連続スペクトル測定を統合した。
• 7つのクラシカルなRV Tauri星について、可視光からミリ波長帯にわたるバンド幅の広いSEDを構築した。
• 長波長領域の放射をモデル化し、ダスト粒子の性質を推定するために、SEDに黒体成分をフィットした。
• ダストが星の近傍でサブリマーションを避けるために必要な拡散流速度を推定することで、ダスト位置の運動的制約を評価した。
• 低速の拡散流速度とダスト温度制約に基づいて、ケプラー的円盤モデルの妥当性を評価した。
• 観測されたダスト特性と構造的制約を用いて、円盤形成に二重星相互作用が必要であると結論づけた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RV Tauri星の周囲ダストの物理的構造は何か？ これは、球対称的拡散流ではなく円盤を示唆するか？
• RQ2 ダストの粒子サイズと温度分布は何か？ これらは、これらの系におけるダストの加工をどのように示唆するか？
• RQ3 なぜR Sctだけが長波長過剰を示さないのか？ これはその周囲環境に何を示唆するか？
• RQ4 観測されたダスト分布はケプラー的円盤モデルで説明可能か？ それを支持する運動的制約は何か？
• RQ5 ダストを含むRV Tauri星にコンパクトで加工されたダスト円盤が存在することは、二重星系である強力な兆候であるか？

主な発見

• 7つのRV Tauri星のうち6つが、長波長域における黒体的勾配を示す顕著な赤外線過剰を示しており、大径粒子のダスト成分の存在を示している。
• これらの系のダストは、球対称的拡散流ではなく、コンパクトで円盤状の構造によって最もよく説明できる。
• サブリマーション半径近くにダストを保持するために、非常に低い拡散流速度（数km/s程度）が必要である。これはケプラー的円盤モデルを支持する。
• 観測されたダスト特性と構造的制約は、こうした円盤の形成に二重星相互作用が不可欠であると強く示唆している。
• 本研究は、すべてのダストを含むRV Tauri星が二重星である可能性を結論づけている。なぜなら、単一星系ではこうした加工され、コンパクトなダスト円盤が形成されにくいからである。
• R Sctは、検出可能な長波長過剰がない唯一の星であり、周囲環境が異なっているか、あるいはまだ進化段階が低い可能性を示唆している。