[論文レビュー] The Optical Gravitational Lensing Experiment. The OGLE-III Catalog of Variable Stars. VI. Delta Scuti Stars in the Large Magellanic Cloud

R. Poleski, I. Soszyński+7 more|arXiv (Cornell University)|Apr 6, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 16

ひとこと要約

本論文は、2001–2009年のOGLE-III光度測定データを用いて、大マゼラン雲におけるデルタ・スクティ星の最大のカタログを提示している。2,786個の変光星を同定し、そのうち92個が多モード振動星で、その内訳は67個のF/1O、9個の二重モード、2個の三重モード星である。単一モード星の多くは第一オーバートーンで振動しているとされる。大マゼラン雲への高精度距離測定により、多モード星の振動モデリングおよび周期−光度関係の改善が可能になった。

ABSTRACT

The sixth part of the OGLE-III catalog of Variable Stars presents \\delta Sct pulsators in the Large Magellanic Cloud. Altogether 2786 variable stars were found and amongst them 92 are multi-mode objects, including 67 stars pulsating in the fundamental mode and the first overtone (F/1O), nine double-mode pulsators with various combinations of the first three overtones excited (1O/2O, 2O/3O and 1O/3O pulsators), and two triple mode (F/1O/2O) \\delta Sct stars. In total 1490 of stars are marked as uncertain, due to scattered photometry and small amplitudes. For single-mode objects it was not possible to unambiguously identify pulsation mode, however we suggest the most of the single-mode variable stars pulsate in the first overtone.

研究の動機と目的

• 長基準の光度測定データを用いて、大マゼラン雲におけるデルタ・スクティ星を同定・カタログ化すること。
• 光曲線の形状とフーリエパラメータを用いて、特に多モード振動星の振動モードを特定すること。
• 大マゼラン雲における多モードデルタ・スクティ星の径方向モードの周期−光度関係を、大マゼラン雲の正確な距離を用いて導出すること。
• 低振幅と光度測定のばらつきのため、多くの場合不確かとされている単一モードデルタ・スクティ星の信頼性を評価すること。
• 将来的な外部銀河におけるデルタ・スクティ星の振動モデリングおよび進化研究のための包括的データセットを提供すること。

提案手法

• ラス・カンパニャス天文台に設置された1.3mワルシャワ望遠鏡を用いたOGLE-III調査の8年間分のIバンドおよびVバンドデータに対して、差分画像解析（DIA）光度測定を実施した。
• 重複するOGLE-IIIフィールドを統合し、OGLE-IIデータと照合することで、光度校正および完全性を向上させた。
• 光曲線に対するフーリエ解析を実施し、$ R_{21} $および$ heta_{21} $係数を計算した。これらは振動モードおよび光曲線形状の特徴づけに用いられた。
• 既知のLMC距離（3%の不確実性）を用いて、絶対等級を導出し、径方向モードの周期−光度関係を構築した。
• 周期、振幅、フーリエパラメータに基づいて星を分類し、低振幅および散乱した光度測定のため、信頼性が低いとされる対象は不確実とマークした。
• ナイキスト周波数のチェックを実施し、短周期検出におけるアリヤス効果を除外したが、一部の星については1日周期のアリヤスが依然として懸念事項である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大マゼラン雲におけるデルタ・スクティ星の振動モードの分布と多重性はいかほどか？
• RQ2 大マゼラン雲における多モードデルタ・スクティ星の周期−光度関係は、単一モード星の振動モード同定に用いることができるか？
• RQ3 同定された変光星のうち、何パーセントが第一オーバートーン振動星とされる可能性が高く、これは径方向モードの同定と比べてどの程度か？
• RQ4 大マゼラン雲におけるデルタ・スクティ星集団において、フーリエパラメータ$ R_{21} $および$ heta_{21} $は周期とどの程度相関するか？
• RQ5 光度測定の不確実性およびブレンド効果は、単一モードデルタ・スクティ星の同定信頼性にどの程度影響を及えるか？

主な発見

• 大マゼラン雲に合計2,786個のデルタ・スクティ星が同定され、そのうち92個が多モード振動を示しており、その内訳は67個のF/1O、9個の二重モード（1O/2O、2O/3O、1O/3O）、2個の三重モード（F/1O/2O）である。
• 単一モードデルタ・スクティ星で検出された最短周期は0.041日であり、通常のOGLE-III観測間隔（約3日）よりも短いが、アリヤスの確認は得られなかった。
• フーリエパラメータ$ R_{21} $および$ heta_{21} $は周期と明確な傾向を示す：0.12日を超える周期では$ R_{21} $が減少し、$ heta_{21} $は通常4付近である。外れ値は不確実とマークされた。
• 1,490個以上の星（全体の半数以上）が、低振幅および光度測定のばらつきのため不確実とマークされており、単一モード対象のモード同定には注意が必要であることが示唆された。
• 径方向モードの周期−光度関係には、同じ周期における基本モードと第一オーバートーンモードの間の光度差と同等の散乱が認められ、単一モード星のモード同定には使用できないことが判明した。
• 本カタログは、銀河系を含め、いかなる環境に対しても、陽的に同定されたデルタ・スクティ星の最大の集積であり、外部銀河における振動モデリングに不可欠なデータセットを提供している。