[論文レビュー] The Missing CV Population: Results From An Objective Prism Survey

C. Tappert, T. Augusteijn+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 28, 2001

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、理論的に予測されるが観測で欠落している微弱で進化した増光星変動星（CV）を検出するために南天の空を対象とした客観プリズム調査を実施した。21個のCV（うち12個は以前に未知であった）を同定したが、観測された最小周期（約78分）に著しいピークが見られなかったため、低質量移動CVの理論的予測が正しくない可能性が示唆され、現在の進化モデルに疑問が呈された。

ABSTRACT

We present the results of a search for cataclysmic variables (CVs) in the Calan-Tololo survey. We detected a total number of 21 CVs, 12 of them are previously unknown objects. Our results suggest that the mismatch between the theoretically predicted sample and the observed one is not due to observational bias but has to be resolved by a revision of the theoretical models.

研究の動機と目的

• 理論的に予測された低質量移動CVの大規模な存在が観測的に裏付けられているかどうかを検証すること。
• 理論的に予測された最小軌道周期（P_min,the ~65分）と観測された最小周期（P_min,obs ~78分）の乖離を調査すること。
• 理論的に予想されるが観測されていない「欠落している」CV（微弱で長周期のもの）が分光調査によって検出可能かどうかを特定すること。
• 観測バイアスまたはCV進化の理論モデルの欠陥が、予測と観測の間の不一致を引き起こしているかどうかを評価すること。
• 視覚的検査による客観プリズム調査の、進化したCVを検出する際の網羅性と信頼性を評価すること。

提案手法

• 5150 deg²の南天領域（|b| ≥ 20°）をカカラン＝トロロ（Calán-Tololo）の客観プリズム調査（CTS）でカバーし、限界星等級は約18.5に達した。
• CTSのフィルムの約半分を視覚的検査し、スペクトル的外観に基づいて59個のCV候補を同定した。
• 新たに同定されたすべての対象について、中分解能分光測定、校正された光度測定、時系列光度測定を実施した。
• 特定のCVに対して時系列分光測定を実施し、その性質を確認し、軌道周期を測定した。
• 検出されたCVの周期分布をRitter & Kolb（1998）のカタログと比較した。バイアスを最小限に抑えるために、|b| > 20°の非磁気的CVに限定して分析を行った。
• 主観的視覚選別によるサンプルの網羅性と汚染リスクを定量的に評価し、観測者のバイアスが内在することを認識した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 理論的に予測されるが観測で確認されていない低質量移動CVは、客観プリズム調査によって検出可能か？
• RQ2 高銀緯領域におけるCVの観測周期分布は、理論モデルが予測するようにP_min,obs ~78分にピークを持つだろうか？
• RQ3 客観プリズム調査における視覚的検査手法が、進化した微弱なCVの検出に対してどれほどバイアスを生じるか？
• RQ4 理論的予測と観測データの不一致は、観測的制限によるものか、CV進化の理論モデルの欠陥によるものか？
• RQ5 深さと広がりを兼ね備えた大規模分光調査で、これまでに未知のCVはいくつ発見可能であり、それらの軌道周期特性はどのようなものか？

主な発見

• 視覚的選別された59個の候補から、21個のCV（うち12個は以前に未知）を同定した。
• 検出されたCVの周期分布には、観測された最小周期（P_min,obs ~78分）に著しいピークがなく、既知のサンプルよりもピークがはっきりしない。
• 新たに発見されたCVの数は、理論と観測の不一致を解消するには不十分であり、欠落しているCVの集団は理論的予測ほど大きくない可能性を示唆している。
• 視覚的検査に潜在するバイアスが存在するが、多数の進化したCVが検出されなかったことから、それらの実際の集団は理論モデルが予測するほど大きくない可能性がある。
• 微弱で長周期のCVが検出されなかったことは、理論的モデルが見込みを置いていた強い発光線が予想されたにもかかわらず、理論モデルが見直される必要があるという結論を支持する。
• 結果はPatterson（1998）の主張と整合しており、理論と観測の不一致は観測バイアスに起因するのではなく、CV進化の理論モデルにおける誤った仮定に起因する可能性がある。