[論文レビュー] The Nainital-Cape Survey-III : A Search for Pulsational Variability in Chemically Peculiar Stars

S. C. Joshi, D. L. Mary+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 4, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 57被引用数 29

ひとこと要約

本研究は、Nainital-Cape Survey-IIIにおいて、化学的に特異な星の高精度光度観測を実施し、HD 25515で2.78時間の脈動周期を確認するとともに、HD 113878およびHD 118660で既知の周波数が妥当であることを検証した。調査では、HD 25515およびHD 118660が不安定帯の赤端に近い主系列星であるのに対し、HD 113878は進化した星であることが判明した。また、観測所の気象状況に起因する、時間経過に伴う光度測定ノイズのわずかな増加も報告された。

ABSTRACT

The Nainital-Cape survey is a dedicated research programme to search and study pulsational variability in chemically peculiar stars in the Northern Hemisphere. The aim of the survey is to search such chemically peculiar stars which are pulsationally unstable. The observations of the sample stars were carried out in high-speed photometric mode using a three-channel fast photometer attached to the 1.04-m Sampurnanand telescope at ARIES. The new photometric observations confirmed that the pulsational period of star HD25515 is 2.78-hrs. The repeated time-series observations of HD113878 and HD118660 revealed that previously known frequencies are indeed present in the new data sets. We have estimated the distances, absolute magnitudes, effective temperatures and luminosities of these stars. Their positions in the H-R diagram indicate that HD25515 and HD118660 lie near the main-sequence while HD113878 is an evolved star. We also present a catalogue of 61 stars classified as null results, along with the corresponding 87 frequency spectra taken over the time scale 2002-2008. A statistical analysis of these null results shows, by comparison with past data, that the power of the noise in the light curves has slightly increased during the last few years.

研究の動機と目的

• 北半球の化学的に特異な星（CP星）における脈動変動の探索を、高精度光度測定を用いて行う。
• 特にroAp型およびδ-Scuti型の既知CP星において、脈動周波数の確認または新周波数の検出を目的とする。
• ARIES観測所における光度測定品質の時間的変化を評価する。特に、空の透明度およびノイズレベルとの関連を検討する。
• 2002年から2008年までの87個の周波数スペクトルを含む、61件の非検出結果（null results）のカタログを整備し、将来的な比較に役立てる。

提案手法

• ARIESの1.04m Sampurnanand望遠鏡に取り付けられた3チャネル高速光度計を用いて、高精度光度観測を実施した。
• HD 25515では13夜（58時間）、HD 113878では11夜（36時間）、HD 118660では11夜（41時間）にわたる時系列光度測定を実施した。
• 低周波数ノイズ、特に空の透明度の変動に起因するノイズを除去し、顕著な脈動周波数を特定するために、事前除去法（prewhitening）を適用した。
• 標準的な星の進化関係を用いて、効用温度、光度、絶対等級、距離などの星のパラメータを推定した。
• 2002年から2008年までの61件の非検出星（null-result stars）の周波数スペクトル87個を統計的に分析し、時間経過に伴う光度測定ノイズパワーの変化を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HD 25515は安定した脈動周期を示しており、その正確な値は何か？
• RQ2 HD 113878およびHD 118660で以前に報告された脈動周波数が、新しい高精度光度測定データにおいても一貫して確認できるか？
• RQ3 これらの星がHertzsprung-Russell（H-R）図における位置が、その進化状態および不安定帯からの相対的位置をどのように示唆するか？
• RQ4 ARIES観測所における光度測定品質は、時間経過とともに劣化していると見なせるか？これは、光曲線内のノイズパワーの変化によって示唆されるか？
• RQ5 非検出結果（non-detections）の統計的性質を用いて、複数の観測シーズンにわたる調査の感度および信頼性を評価できるか？

主な発見

• HD 25515は、2.78時間の確認された脈動周期を示しており、これはδ-Scuti変光星としての分類と整合的である。
• HD 113878に既に報告済みの周波数0.12 mHzは、11回の観測実行すべてで一貫して検出されたが、データに著しいアリヤスイング（aliasing）が見られた。
• HD 118660には、以前に知られていた周波数以外の新たな周波数は検出されず、観測期間中に安定した脈動的挙動を示していることが示された。
• HD 25515およびHD 118660はH-R図において主系列に位置しており、HD 113878はその位置から進化した星であることが示唆された。
• 非検出結果の統計的分析から、光度測定ノイズの平均パワーにわずかな増加が認められた（1999–2002年の平均1.25 ± 0.07 mmagから2002–2008年の1.42 ± 0.14 mmagに上昇）。これは、空の透明度の変動増加に起因すると考えられる。
• 本調査では、ARIES観測所の光度測定品質の低下が判明した。これは、Manora Peak周辺の人的活動の増加に起因するとされ、結果として、標高の高いDevasthalへの移転が行われた。