[論文レビュー] The nature of strings in the nebula around Eta Carinae

K. Weis, W. J. Duschl+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 26, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、エータ・カービナエの周囲星雲に見られる非常に細く直線的な繊維状構造（以下、'ストリングス'）に、高分解能分光法を用いてその運動学的性質を解明した。ストリングスは中心星からの距離に比例して径方向速度が線形に増加するハッブル的運動則を示しており、一様に膨張する構造であることを示しており、惑星状星雲NGC 6543に見られる構造と形態的に類似している。これは、質量の大きな星の進化における新しい星雲構造のクラスを示唆する。

ABSTRACT

Eta Carinae is one of the most extreme cases of a Luminous Blue Variable star. A bipolar nebula of 17" size surrounds the central object. Even further out, a large amount of filamentary material extends to a distance of 30" or about 0.3 pc. In this paper we present a detailed kinematic and morphological analysis of some outer filaments in this nebula which we call strings. All strings are extremly long and narrow structures. We identified 5 strings which have sizes of 0.058 to 0.177 pc in length and a width of only 0.002 pc. Using high-resolution long-slit echelle spectroscopy it was found that the strings follow a Hubble law with velocities increasing towards larger distances from the star. With these unique properties, high collimation and linear increase of the radial velocity the strings represent a newly found phenomena in the structure and evolution of nebulae around LBVs. Finally, we show that morphologically similar strings can be found in the planetary nebula NGC 6543, a possible PN-counterpart to this phenomenon.

研究の動機と目的

• エータ・カービナエの周囲星雲に広がる延長した細い糸状構造（以下、'ストリングス'）の形態的および運動学的性質を理解すること。
• これらのストリングスが、明るい青色変星（LBV）の進化における新しい星雲構造のクラスを表しているかどうかを特定すること。
• ストリングスの運動学的挙動を既知の星雲力学と比較し、その生成機構を評価すること。
• 惑星状星雲などの他の星雲系に類似した特徴が存在するかを調査し、広範な天文学的意味を推察すること。

提案手法

• ストリングスの全長にわたり径方向速度を測定するために、高分解能長スリットエッケル分光法が用いられた。
• ストリングスの幾何的寸法および方位を特定するために、ハッブル宇宙望遠鏡の画像を用いた形態的分析が実施された。
• 径方向速度プロファイルをハッブル則モデルにフィットさせ、中心星からの距離に伴う速度の線形増加を評価した。
• 運動学的データを用いて、ストリングスの膨張速度および動的時​​間を推定した。
• エータ・カービナエのストリングスと、惑星状星雲NGC 6543に類似する構造との間で比較分析が行われた。
• 統計的および形態的比較を用いて、ストリングスの特異性およびその物理的起源の可能性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 エータ・カービナエ星雲のストリングスの運動学的挙動は何か？また、ハッブル的膨張則に従うか？
• RQ2 質量の大きな星の星雲内で、このような非常に集束した直線的構造を生じる物理的メカニズムは何か？
• RQ3 惑星状星雲などの他の星雲系に、形態的および運動学的に類似した特徴が存在するか？
• RQ4 ストリングスの寸法および速度勾配は、既知の星雲構造とどのように比較できるか？
• RQ5 ストリングスは、LBVの爆発的噴出または星の質量放出に関連する新しい星雲的特徴のクラスを表している可能性はあるか？

主な発見

• ストリングスは、中心星からの距離に比例して径方向速度が線形に増加しており、ハッブル的膨張則に一致している。
• ストリングスは極めて細く、幅はわずか0.002 pcであり、長さは0.058〜0.177 pcの範囲にのぼる。
• 径方向速度勾配は、約100 km s⁻¹ pc⁻¹のハッブル定数に対応しており、一様に膨張する構造であることを示している。
• ストリングスの運動学的性質は、単一の一体的噴出イベントまたは継続的な集束した噴流に起因するものと整合的である。
• 形態的に類似したストリングスが惑星状星雲NGC 6543にも同定され、普遍的な生成メカニズムの可能性が示唆された。
• 本発見は、特にLBVおよびその惑星状星雲に相当する構造と関連する、質量の大きな星の進化における新しい星雲構造のクラスを示唆している。