[論文レビュー] The BRITE spectropolarimetric program

C. Neiner, G. A. Wade+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 10, 2016

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、V=4より明るい全573顆の星に対してNarval、ESPaDOnS、HarpsPolを用いた近完全な高分解能分光偏光調査を実施し、磁気星52顆（うち42顆が新規発見）を検出。BRITEミッションの対象星におけるより良い星内部構造モデル化と磁気星内部構造モデル化の実現を可能にした。

ABSTRACT

A high-resolution spectropolarimetric survey of all (573) stars brighter than magnitude V=4 has been undertaken with Narval at TBL, ESPaDOnS at CFHT, and HarpsPol at ESO, as a ground-based support to the BRITE constellation of nano-satellites in the framework of the Ground-Based Observation Team (GBOT). The goal is to detect magnetic fields in BRITE targets, as well as to provide one very high-quality, high-resolution spectrum for each star. The survey is nearly completed and already led to the discovery of 42 new magnetic stars and the confirmation of several other magnetic detections, including field discoveries in, e.g., an Am star, two δ Scuti stars, hot evolved stars, and stars in clusters. Follow-up spectropolarimetric observations of approximately a dozen of these magnetic stars have already been performed to characterise their magnetic field configuration and strength in detail.

研究の動機と目的

• BRITEの光度曲線の正確な解釈を支援するため、V=4より明るい全573顆の星における磁気場の検出を目的とする。
• アーカイブデータが不十分な星に対して、1つずつ高信噪比・高分解能スペクトルを提供することを目的とする。
• 新規に検出された磁気星の磁気場の幾何構造と強度を特徴づけ、より良い星内部構造モデル化を実現することを目的とする。
• 特に脈動星および進化星を含む、高温星と低温星における磁気場の出現率を特定することを目的とする。
• BRITEナノサテライトの光度データと分光偏光を組み合わせることで、磁気星内部構造モデル化を可能とすることを目的とする。

提案手法

• Narval（TBL、北半球）、ESPaDOnS（CFHT、赤緯-45°〜-20°）、HarpsPol（La Silla、南半球）の3台の高分解能機器を用いて分光偏光観測を実施した。
• 全対象に対して、信号対雑音比が1000以上（多くの場合2000以上）の偏光（ストークスV）データを取得した。
• VALDから得たマスクを用いた最小二乗デコンボリューション（LSD）法を適用し、星のスペクトルから磁気 signatures を抽出した。
• 初期にストークスVシグナルが検出された場合、2度目の観測を実施して磁気星検出を確認した。
• 検出閾値を設定するため、星のサンプルを高温星（O-F5）と低温星（F5-M）に分類し、それぞれ5 Gと0.5 Gの検出閾値を設定した。
• 磁気場の幾何構造をモデル化するため、追加観測を実施し、ダイポールフィットとポリロイダル成分解析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 V ≤ 4の最も明るい573顆の星における磁気場の出現率は何か。特に高温星と低温星の星族においては？
• RQ2 BRITEの対象星における磁気場が、脈動モードの分裂および星内部構造モデル化にどのように影響するか？
• RQ3 新規に発見された磁気星における磁気場の配置（例：ダイポール型、複雑な構造）と強度は何か？
• RQ4 Am星および進化星における磁気場は、他のスペクトル型の星と比較して、場強度やシグナルの形態的特徴でどのように異なるか？
• RQ5 F7V型星やM型巨星のような低温星に見られる磁気場は、ダイナモ過程や化石磁気場と関連していると予想されるか？

主な発見

• 調査は95％の完成度に達し、全573顆の星のうち464顆が観測され、全対象に対して高品質なスペクトルおよび偏光データが得られた。
• 合計で52顆の磁気星が検出され、そのうち42顆が以前に知られていなかったもので、サンプル全体での検出率は11％であった。
• 高温星における検出率（9％）は、初期型星における磁気現象の既知の約10％の出現率と一致している。
• 低温星における検出率（11％）は予想より低く、観測バイアスや磁気場トポロジーの違いが要因である可能性を示唆している。
• Am星のアヘナ（Alhena）は、数ガウスの縦磁気場を示す標準的なゼーマンシグナルを示し、他のAm星とは異なり、超弱いが特徴的な形状のシグナルを示すものとは異なる。
• F7V型星χ Draは、数ガウスの磁気場強度と約5日間の自転周期を確認し、相対的に単純なポリロイダル磁気配置であることが判明した。