[論文レビュー] The origin of circumstellar features in the spectra of hot DA white dwarfs

N. J. Dickinson, M. A. Barstow+5 more|arXiv (Cornell University)|Mar 23, 2012

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 13

ひとこと要約

本研究では、23個の高温DA白色矮星の遠紫外線スペクトルにおける原始的周囲吸収特徴の起源を特定することを目的としている。中間銀河系媒体（ISM）成分との径速度比較により、8個の星でイオン化された周囲物質が同定され、一部の特徴はISMのイオン化または小惑星の蒸発に起因すると考えられるが、他の特徴は局所的イオン化または検出されないISM成分を示唆している。

ABSTRACT

We have analysed a sample of 23 hot DAs to better understand the source of the circumstellar features reported in previous work. Unambiguous detections of circumstellar material are again made at eight stars. The velocities of the circumstellar material at three of the white dwarfs are coincident with the radial velocities of ISM along the sight line to the stars, suggesting that the objects may be ionising the ISM in their locality. In three further cases, the circumstellar velocities are close to the ISM velocities, indicating that these objects are either ionising the ISM, or evaporated planetesimals/material in a circumstellar disc. The circumstellar velocity at WD 1614-084 lies far from the ISM velocities, indicating either the ionisation of an undetected ISM component or circumstellar material. The material seen at WD 0232+035 can be attributed to the photoionisation of material lost from its M dwarf companion. The measured column densities of the circumstellar material lie within the ionised ISM column density ranges predicted to exist in hot DA Stromgren spheres.

研究の動機と目的

• 高温DA白色矮星の遠紫外線スペクトルに見られる非光球的で高イオン化吸収特徴の起源を特定すること。
• 径速度比較を用いて周囲物質と中間銀河系媒体（ISM）の吸収を区別すること。
• 周囲特徴がイオン化されたISM、星からの質量放出、または破壊された小惑星からの物質によって生じるかどうかを評価すること。
• 白色矮星のストルムグレン球が周囲ガスをイオン化する役割を果たすかどうかを評価すること。
• 周囲物質が明確に検出され、その運動学的特性が特徴づけられる特定の星を特定すること。

提案手法

• ハッブル宇宙望遠鏡（HST）およびIUEを用いた23個の高温DA白色矮星の遠紫外線スペクトルの分析。
• 高イオン化線（C iv, Si iv, N v, O v, Si ii）の径速度測定により、非光球的成分を同定すること。
• 周囲線の速度を、局所ISMモデルおよびLISMマップからのISM速度と比較すること。
• 合成スペクトルと多成分フィッティングを用いて、弱いまたは重複する周囲特徴を検出すること。
• 周囲イオンの密度（N）を評価し、白色矮星のストルムグレン球で予測される値と比較すること。
• 二重星の同伴、赤外過剰、および光学発光線を評価し、代替的起源を除外すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高温DA白色矮星の遠紫外線スペクトルに観測される非光球的吸収特徴の起源は何か？
• RQ2 観測された周囲特徴は、視線方向のイオン化された中間銀河系媒体（ISM）由来であるのか、それとも白色矮星系に固有のものなのか？
• RQ3 周囲特徴の径速度はISMのそれとどのように比較されるか？ これはその起源に何を示唆するか？
• RQ4 周囲物質は、局所ISMのイオン化、小惑星からの蒸発、または星からの質量放出によって説明可能か？
• RQ5 周囲物質がISMおよび光球成分と運動学的に明確に異なる場合、これは局所的源を示唆するか？

主な発見

• 23個の高温DA白色矮星のうち、8個で周囲物質が明確に検出された。
• 3つの星では、周囲速度が視線方向のISMの径速度と一致しており、白色矮星によるISMの局所的イオン化を示唆している。
• 追加の3件の事例では、周囲速度がISM速度に近く、ISMのイオン化または周囲円盤からの蒸発が可能性を示唆している。
• WD 1614−084では、周囲速度がISM速度から顕著にずれており、検出されないISM成分のイオン化または局所的周囲物質の存在を示唆している。
• WD 0232+035では、周囲特徴はM型矮星の同伴から失われた物質の光電離に起因するとされた。
• 周囲イオンの測定された密度（例：WD 2218+706におけるN(C iv) = 1.19×10¹³ cm⁻²）は、白色矮星のストルムグレン球で予測される範囲内にあった。