[論文レビュー] The Optical Gravitational Lensing Experiment. The OGLE-III Catalog of Variable Stars. II. Type II Cepheids and Anomalous Cepheids in the Large Magellanic Cloud

I. Soszyński, A. Udalski+7 more|Americanae (AECID Library)|Nov 22, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、OGLE-III調査から、大型マジラン銀河の銀河外系で最大のタイプIIセフェイド（197個）および異常セフェイド（83個）のサンプルを提示する。周期-光度図および色-等級図、フォーリエ光曲線分解、周期-フォーリエパラメータ解析を用いて、BL Her星とW Vir星の間で明確な色と脈動行動の違いを特定し、より青く明るい光曲線と連星の兆候を示す特異なW Vir星のサブグループを発見し、1.5日、6日、17日周期における脈動の共鳴特徴を明らかにする。

ABSTRACT

In the second part of the OGLE-III Catalog of Variable Stars (OIII-CVS) we present 197 type II Cepheids and 83 anomalous Cepheids in the Large Magellanic Cloud (LMC). The sample of type II Cepheids consists of 64 BL Her stars, 96 W Vir stars and 37 RV Tau stars. Anomalous Cepheids are divided into 62 fundamental-mode and 21 first-overtone pulsators. These are the largest samples of such types of variable stars detected anywhere outside the Galaxy. We present the period-luminosity and color-magnitude diagrams of stars in the sample. If the boundary period between BL Her and W Vir stars is adopted at 4 days, both groups differ significantly in (V-I) colors. We identify a group of 16 peculiar W Vir stars with different appearance of the light curves, brighter and bluer than ordinary stars of that type. Four of these peculiar W Vir stars show additional eclipsing modulation superimposed on the pulsation light curves. Four other stars of that type show long-period secondary variations which may be ellipsoidal modulations. It suggests that peculiar W Vir subgroup may be related to binarity. In total, we identified seven type II Cepheids simultaneously exhibiting eclipsing variations which is a very large fraction compared to classical Cepheids in the LMC. We discuss diagrams showing Fourier parameters of the light curve decomposition against periods. Three sharp features interpreted as an effect of resonances between radial modes are detectable in these diagrams for type II Cepheids.

研究の動機と目的

• 大型マジラン銀河（LMC）における可変星のカタログを、タイプIIセフェイドおよび異常セフェイドの同定と分類によって拡張すること。
• 深さと長基準の光度測定を用いて、LMCにおけるタイプIIセフェイドの周期-光度関係および色-等級関係を決定すること。
• 特にBL Her星、W Vir星、およびRV Tau星を区別して、タイプIIセフェイドの脈動特性および光曲線形態を調査すること。
• LMCにおける異常セフェイドを同定・特徴付け、この銀河では以前報告のなかった集団を明らかにすること。
• 光曲線分解およびデータ内の変調を用いて、連星の存在と共鳴脈動モードを調査すること。

提案手法

• ラス・カンパニャス天文台に設置された1.3mワルサワ望遠鏡を用いた、OGLE-III調査の深さと長基準のVバンドおよびIバンド光度測定を活用した。
• 脈動解析のため、光曲線にフォーリエ分解を適用し、周期および形状パラメータ（例：φ21、R31、φ31）を抽出した。
• タイプIIセフェイドのサブタイプの分類および比較のため、周期-光度（PL）図および色-等級図を構築した。
• 光曲線の残差および位相合わせ光曲線の解析により、食動的および楕円形変調を同定した。
• 周期に対するフォーリエパラメータの統計的解析により、脈動行動における共鳴特徴を検出した。
• 光曲線形態、周期、およびPL図および色-等級図における位置に基づいて、星を分類した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LMCにおけるタイプIIセフェイドの周期-光度関係および色-等級関係は何か？また、BL Her星、W Vir星、およびRV Tau星の間でどのように異なるか？
• RQ2 W Vir星に明確なサブグループが存在するか？それらは標準的なW Vir星と何が異なる物理的性質を持つのか？
• RQ3 タイプIIセフェイドのうち、連星相互作用（食動的または楕円形変調によって示唆される）の発生頻度はどの程度か？
• RQ4 タイプIIセフェイドのフォーリエパラメータにおいて共鳴脈動モードを同定できるか？また、それらはどの周期に現れるか？
• RQ5 LMCにおける異常セフェイドは、他の系におけるものと比較して周期、光度、および脈動モードでどのように異なるか？これはその形成に何を示唆するか？

主な発見

• 本研究は、銀河外系で最大のタイプIIセフェイド（197個）および異常セフェイド（83個）のサンプルを提示する。そのうち、64個がBL Her星、96個がW Vir星、37個がRV Tau星、62個が基本モード、21個が一次オーバートーンの異常セフェイドである。
• BL Her星とW Vir星は(V−I)色において顕著に異なり、16個のW Vir星のサブセットが通常のW Vir星よりも明るく青い傾向を示しており、別個のサブグループである可能性を示唆している。
• 特異なW Vir星の4個は重ね合わせの食動的変調を示し、他の4個は長周期の二次的変動を示しており、連星系の可能性を示唆している。
• LMCにおけるタイプIIセフェイドのうち7個が食変動を示しており、これは古典的セフェイドで観測された割合よりも顕著に高い。これはこの集団に連星の割合が高まっている可能性を示唆している。
• フォーリエパラメータ図では、周期が約1.5日、6日、17日付近に3つの鋭い特徴が現れ、これは径方向脈動モード間の共鳴と解釈される。
• 異常セフェイドは、log P–φ31図において基本モードの古典的セフェイドから明確に分離されており、R31は第一オーバートーンの古典的セフェイドと区別するのに有効である。