[論文レビュー] The nearby eclipsing stellar system delta Velorum. II. First reliable orbit for the eclipsing pair

T. Pribulla, A. Mérand+9 more|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|Dec 29, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 11

ひとこと要約

本研究は、高分解能分光法と光度曲線を用いて、近傍の多重星系δ Velorumの食連星成分の最初の信頼性の高い分光的軌道を提示する。正確な質量（2.53±0.11 M⊙および2.37±0.10 M⊙）、半径、軌道パラメータを決定し、星々が急速に回転しており、主系列から逸脱していることが判明し、推定年齢は約400 Myrである。

ABSTRACT

Context. The nearby multiple system delta Velorum contains a widely detached eclipsing binary and a third component. Aims. We take advantage of this system offering the opportunity to determine the set of fundamental parameters (masses, luminosities, and radii) of three coeval stars with sufficient precision to test models of stellar evolution. Methods. Extensive high-resolution spectroscopy is analyzed by the broadening function technique to provide the first spectroscopic orbit of the eclipsing pair. Simultaneous analysis of the spectroscopic data and the SMEI satellite light curve is performed to provide astrophysical parameters for the components. We use a modified Roche model assuming an eccentric orbit and asynchronous rotation. Results. The observations show that components of the eclipsing pair rotate at about two-thirds of the break-up velocity, which excludes any chemical peculiarity and results in a non-uniform surface brightness. Although the inner orbit is eccentric, no apsidal motion is seen during the SMEI photometric observations. For the inner orbit, the orbital parameters are eccentricity e = 0.29, longitude of the periastron passage omega = 109 degrees, and inclination 89.0 degrees. Conclusions. Component's masses MAa = 2.53+/-0.11 Msun, MAb = 2.37+/-0.10 Msun and MB = 1.5 Msun combined with inferred radii of Aa and Ab components indicate that the eclipsing pair has already left the Main sequence and the estimated age of the system is about 400 Myr.

研究の動機と目的

• δ Velorumの食連星成分の基本的天体物理学的パラメータを高精度で特定すること。
• 過去の分光的・光度的データが限られかつ一貫性がなかったため、長年の曇りの原因となっていた、この系の軌道的・物理的パラメータの曇りを解消すること。
• 近接した星系に存在する3つの共evolutionの星に対して正確な質量、半径、有効温度を取得することで、星の進化モデルを検証すること。
• 急速な回転が表面輝度および温度分布に与える影響を調査すること。
• 時系列データと光度測定データを用いて、広い視覚連星ABの軌道解を改善すること。

提案手法

• 幅広い関数法を用いた高分解能エッケル分光法の取得と分析により、径方向速度を抽出し、重ね合わさった線幅を解体すること。
• 分光データとSMEI衛星の光度曲線を同時にモデリングすることで、軌道要素および星のパラメータを制約すること。
• 離心軌道および非同期回転を考慮した修正されたローチュモデルを適用し、歪み、急速に回転する成分を記述すること。
• フォン・ツァイペルの定理を用いて、回転調制による非一様な表面温度分布を予測すること。
• フーリエ分離技術を用いて個々の成分スペクトルを分離し、パラメータの決定を高精度化すること。
• 複数エポックの光度測定と分光法の比較により、ロッシター＝マクラウリン効果および軌道の傾きを評価すること。

Figure 1: Detrended and filtered (removing obvious outliers) SMEI LC of $\delta$ Vel. The data were phased using the following ephemeris for the periastron passage: To = HJD 2 452 528.950 + 45.15023 $\times E$ (see Table 2 ). Only data from 2003-2006 are plotted.

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 δ Velorumの食連星成分の正確な軌道要素（離心率、近日点の長さ、軌道傾き）は何か？
• RQ2 成分の質量と半径は、この系の進化状態および年齢をどのように制約するか？
• RQ3 急速な回転は、星々の表面輝度および温度分布にどの程度の影響を与えるか？
• RQ4 離心軌道および非同期回転を考慮した修正されたローチュ幾何学を用いて、観測された光度曲線および分光データを一貫してモデル化できるか？
• RQ5 第3の成分Bが観測されたスペクトル線に与える寄与は何か？また、正確なパラメータ決定のためにはどのように分離できるか？

主な発見

• 食連星の軌道離心率は e = 0.290、近日点の長さ ω = 109°、軌道傾き i = 89.0° であり、ほぼ側面から見た軌道であることが示唆される。
• 成分の質量は M_Aa = 2.53 ± 0.11 M⊙ および M_Ab = 2.37 ± 0.10 M⊙ と決定され、第3の成分Bの質量は約1.5 M⊙ である。
• 主系列星と副系列星はそれぞれ、破壊速度の56%および62%の速度で回転しており、顕著な歪みと非一様な表面輝度が生じている。
• 回転調制およびフォン・ツァイペル効果により、有効温度の範囲はAaで9220–9780 K、Abで9280–9880 Kと予測される。
• 離心軌道であるにもかかわらず、SMEI光度測定の間、近日点運動は検出されなかった。
• この系の推定年齢は約400 Myrであり、質量と半径から主系列から逸脱していることが示唆され、年齢と整合的である。

Figure 2: Broadening functions close to the principal phases (counted from the primary eclipse, with the secondary occurring at phase 0.436): 0.142 (maximum separation of the components), 0.441 (end of the secondary eclipse), 0.800 (maximum separation of the components), and 0.997 (beginning of the