[論文レビュー] The global kinematics of the Dumbbell planetary nebula (NGC 6853, M27, PN G060.8-03.6)

J. Meaburn, P. Boumis+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、Dumbbell星雲（NGC 6853）の空間的に分解された運動学を、2つの直交する断面にわたる発光線幅プロファイルを用いて評価した。中心部のHe ii 6560 Å発光体積は、膨張速度が≤7 km s⁻¹と非常に低く、周囲を取り巻く[O iii]および[N ii]発光の入れ子構造は、それぞれ13、31、35 km s⁻¹で膨張している。結果から、外側の[N ii]殻は、相対的に不活性なハローと25 km s⁻¹以上の相対速度で衝突していることが示され、星間物質との相互作用を示唆する。これは、中心星の高速風が停止したことに起因し、単純な風駆動モデルに反する。

ABSTRACT

Spatially resolved profiles of the HeII 6560 A, Halpha and [N II] 6548 & 6584 A nebular emission lines have been obtained in two orthogonal long cuts over the Dumbbell planetary nebula. The central HeII 6560 A emitting volume of the bright dumbbell structure is shown to be particularly inert with an expansion velocity of <= 7 km/s. This is enveloped by an inner [O III] 5007 A emitting shell expanding at 13 km/s, an outer [O III] 5007 A shell expanding at 31 km/s which is on the inside of the outer [N II] 6584 A emitting shell expanding at 35 km/s. A new Halpha + [N II] 6548 & 6584 A continuum-subtracted image of the 15' diameter halo has also been compared with recent proper motion measurements of the central star and the present line profiles from the halo's inner edge. Interaction with the ambient interstellar medium is suggested. The bright [N II] 6584 A emitting shell must be running into this relatively inert halo with a differential velocity of >= 25 km/s. The present results are compared with currents models for the creation of planetary nebulae.

研究の動機と目的

• 空間的に分解された発光線幅プロファイルを用いて、Dumbbell星雲（NGC 6853）の全体的な運動学をマッピングすること。
• 明確に分離されたイオン化殻および中心部のHe ii発光体積の膨張速度を特定すること。
• 星間物質との相互作用が、星雲の拡張したハローを形成する役割を調査すること。
• 2風モデルが星雲の運動学的構造を説明するのに有効であるかどうかを評価すること。
• 観測された運動学的特徴を、現在の星雲形成モデルと比較すること。

提案手法

• Dumbbell星雲を貫る2つの直交する断面に沿って、空間的に分解された長スリット分光法を実施し、He ii 6560 Å、H α、および[N ii] 6548および6584 Åの発光線幅プロファイルを取得した。
• 線幅から得られた速度構造を基に、径方向速度および線幅に基づいて明確な殻構造を同定した。
• 15′直径のハローの新しい連続分離H α + [N ii]画像を作成し、拡張構造を可視化した。
• Benedictら（2003）による中心星の自己運動測定値とハローの運動学的特徴を比較し、星間物質との相互作用の有無を評価した。
• 風の停止および質量負荷メカニズムの文脈において、運動学的パターンを解釈した。
• SteffenおよびLópez（2004）の風–ガス塊相互作用の数値シミュレーションを用い、位置-速度図に観測された「V字型」の噴流を解釈した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Dumbbell星雲の明確に分離されたイオン化殻の膨張速度は何か？
• RQ2 外側の[N ii] 6584 Å殻の運動学的特徴は、やや明るさが低いハローと比較してどう異なるか？
• RQ3 星雲と周囲の星間物質との間で相互作用の証拠があるか？
• RQ4 なぜ運動学的構造が2風モデルの予測と逸脱しているのか？
• RQ5 位置-速度図で観測された「V字型」の噴流を説明するメカニズムは何か？

主な発見

• 中心部のHe ii 6560 Å発光体積は、非常に低い膨張速度（≤7 km s⁻¹）を示しており、ほぼ不活性であることを示している。
• 内側の[O iii] 5007 Å殻は13 km s⁻¹で膨張し、外側の[O iii] 5007 Å殻は31 km s⁻¹で膨張している。
• 外側の[N ii] 6584 Å殻は35 km s⁻¹で膨張しており、主軸に沿ってバーレル型または準楕円体型の構造を形成している。
• [N ii] 6584 Å殻は周囲のハローへと25 km s⁻¹以上の相対速度で移動しており、衝突の兆候を示している。
• やや明るさが低い外側ハローは、線幅が約20 km s⁻¹であり、膨張速度は≤10 km s⁻¹である。これは、AGBスーパーウインド由来の起源と整合的である。
• ハローの形状は、星雲が星間物質を通過する運動に起因している可能性が高く、中心星の自己運動測定値（PA 21°で37 km s⁻¹）がそれを裏付けている。