[論文レビュー] The gamma Dor CoRoT target HD49434. I-Results from the ground-based campaign

K. Uytterhoeven, P. Mathias+23 more|ArXiv.org|Jul 6, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 35

ひとこと要約

本研究は、ハイブリッドパルサーであるHD 49434の地上観測による光度およびスペクトロスコピー観測を提示し、低次および高次モードの複数の振動モードを同定した。マルチカラー光度測定とスペクトロスコピックモーメント解析を用いて、HD 49434がpモード（ℓ = 3–8）がスペクトロスコピック的にのみ検出可能なγ Dor/δ Sctハイブリッド星であることを確認し、CoRoT衛星観測以前の星震動モデル化に不可欠なデータを提供した。

ABSTRACT

Context: We present the results of an extensive ground-based photometric and spectroscopic campaign on the gamma Dor CoRoT target HD49434. This campaign was preparatory to the CoRoT satellite observations, which took place from October 2007 to March 2008. Results: The frequency analysis clearly shows the presence of four frequencies in the 0.2-1.7 c/d interval, as well as six frequencies in the 5-12 c/d domain. The low frequencies are typical for gamma Dor variables while the high frequencies are common for delta Sct pulsators. We propose the frequency 2.666 c/d as a possible rotational frequency. All modes, for which an identification was possible, seem to be high-degree modes (3 <= l <= 8). We did not find evidence for a possible binary nature of HD49434. The element abundances we derived are consistent with the values obtained in previous analyses. Conclusions: We classify the gamma Dor star HD49434 as a hybrid pulsator, which pulsates simultaneously in p- and g-modes. This finding makes HD49434 an extremely interesting target for asteroseismic modelling. Observations: Based on observations made with the 2.2m ESO/MPI telescope at the La Silla Observatory under the ESO Large Programme: LP178.D-0361. Also based on observations obtained at Observatorio de Sierra Nevada (Spain), at the Centro Astronomico Hispano Aleman at Calar Alto (Spain), at Observatorio Astronomico Nacional San Pedro Martir (Mexico), at the Piszkesteto Mountain Station of Konkoly Observatory (Hungary), at Observatoire de Haute Provence (France) and at Mount John University Observatory (New Zealand).

研究の動機と目的

• CoRoT衛星観測以前にHD 49434における振動モードの検出と同定を目的とする。
• 地上におけるマルチカラー光度測定とスペクトロスコピー観測を用いて、低次および高次モード（特にモーメント解析による方位数m）を同定する。
• HD 49434の振動的性質を特定し、pモードおよびgモードを併存するハイブリッド特性を評価する。
• 将来の星震動モデル化を支援するため、包括的な周波数およびモード同定データセットを提供する。
• 連星系や元素不均一性の可能性が振動解釈に与える影響を調査する。

提案手法

• 複数の観測所（La Silla, Calar Alto, Sierra Nevadaなど）からのマルチカラー光度測定を用いて、異なる波長域における周波数変動を検出した。
• ESO、CAHAおよびその他の施設からの高分解能スペクトロスコピー観測により、ラインプロファイルの変動およびモーメントシフトを分析し、高次元振動モードを検出可能とした。
• 周波数解析を光度曲線およびスペクトロスコピック光度曲線に適用し、振幅比および位相差技術を含む複数の手法を用いてモード同定を実施した。
• モーメント法および強度周期探索法を用いて、スペクトロスコピックモードの次数ℓおよび方位数mを暫定的に同定した。
• 元素組成の評価および先行研究との整合性を検証するための組成分析を実施した。
• システム的ノイズを低減し周波数分解能を向上させるために、データの整合化およびキャリブレーションを慎重に処理した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HD 49434に存在する全周波数モードは何か。低周波数域（0.2–1.7 d⁻¹）および高周波数域（5–12 d⁻¹）にどのように分布しているか。
• RQ2 スペクトロスコピックデータは、統合光度測定では検出不能な高次元pモード（ℓ ≥ 3）を同定できるか。
• RQ3 HD 49434の回転周波数は周波数スペクトルに明確に現れるか。その値は何か。
• RQ4 連星系や化学的不均一性の兆候はあり、それらが振動行動に影響を与える可能性はあるか。
• RQ5 検出されたモードは、ハイブリッドγ Dor/δ Sct星の理論的予測とどのように一致するか。

主な発見

• 0.2–1.7 d⁻¹の低周波数振動モード4つと、5–12 d⁻¹の高周波数モード6つが検出され、後者はδ Sct星に特徴的なものであった。
• 2.666 d⁻¹の周波数が回転周波数の可能性として同定され、星の高速回転と整合的であった。
• 同定されたすべての検出可能なモードは高次元pモードであり、次数ℓは3から8の範囲に分布していた。
• 連星系の証拠は得られず、HD 49434が単一のハイブリッドパルサーであるという解釈を支持した。
• 得られた元素組成は、先行研究と整合的であり、顕著な不均一性は認められなかった。
• 星はγ Dor/δ Sctハイブリッドパルサーとして確認され、gモード（γ Dor）とpモード（δ Sct）の同時励起が観測された。このため、星震動モデル化の主要な対象として極めて重要である。