[論文レビュー] The peculiar nova V1309 Sco/Nova Sco 2008: A candidate twin of V838 Mon

E. Mason, Marcos Díaz+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 2010

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 57

ひとこと要約

本研究は、2008年に発見された特異な新星V1309 Scoの高分解能分光観測を報告し、古典的新星や系共生反復新星とは一致しない特徴を明らかにした。V1309 Scoは、明るく冷たい爆発的挙動、複数の明るさのピーク、一時的な重元素吸収系を示し、低質量白色矮星の降着または恒星合体によって駆動される新星の新規クラスを示す強力な候補である可能性がある。

ABSTRACT

Nova Scorpii 2008 was the target of our Directory Discretionary Time proposal at VLT+UVES in order to study the evolution, origin and abundances of the heavy-element absorption system recently discovered in 80% of classical novae in outburst. The early decline of Nova Scorpii 2008 was monitored with high resolution echelle spectroscopy at 5 different epochs. The analysis of the absorption and the emission lines show many unusual characteristics. Nova Scorpii 2008 is confirmed to differ from a common Classical Nova as well as a Symbiotic Recurrent Nova, and it shows characteristics which are common to the so called, yet debated, red-novae. The origin of this new nova remains uncertain.

研究の動機と目的

• 2008年に発見された特異な新星V1309 Scoの分光的進化と元素組成パターンを調査すること。
• この新星の挙動が古典的新星、系共生反復新星、あるいは新しい赤新星のクラスと一致するかどうかを特定すること。
• 新星爆発メカニズムの文脈において、一時的な重元素吸収（THEA）系の起源と性質を分析すること。
• V1309 Scoが古典的新星と赤新星の間の移行的対象であるか、あるいは恒星合体シナリオを支持するかを評価すること。
• 新星形成モデルに与える明るさ、分光的型の進化、および運動学的特徴の意味を検討すること。

提案手法

• VLT+UVESを用いて、発見後+10日から+47日までの5回のエポックで高分解能エシェル分光観測を実施した。
• スペクトルはUVESパイプラインv3.6.8を用いて減算し、標準星の観測による相対的フラックスキャリブレーションを実施した。
• SOARの補足的中分解能スペクトルと、マゼラン望遠鏡の高分解能MIKEデータを用いて、結果の妥当性を検証した。
• 分光的解析は、バルマー系列、FeII、CaII、および分子特徴（CO、H2O、TiO）の発光線および吸収線に焦点を当てた。
• スペクトルエネルギー分布（SED）モデリングを用いて、絶対等級と全放射出力の推定を行った。
• V838 Mon、V4332 Sgr、M31-RVといった既知の赤新星と比較分析を行い、光曲線の形態と分光的進化の類似性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 V1309 Scoは、古典的新星、系共生反復新星、あるいは独立した赤新星クラスの特徴を示しているか？
• RQ2 V1309 Scoで観測された一時的な重元素吸収（THEA）系の起源と性質は何か？
• RQ3 V1309 Scoの明るさ、膨張速度、分光的型の進化は、V838 Monや他の赤新星とどのように比較できるか？
• RQ4 最近のモデルが予測するように、低質量白色矮星（≤0.5 M⊙）に低降着率で新星爆発が起こった場合、V1309 Scoを説明できるか？
• RQ5 V1309 Scoは古典的新星と赤新星の中間的対象であるか、あるいは恒星合体シナリオを支持するか？

主な発見

• V1309 Scoは、距離8 kpcでMV ≤ -8.3 magの明るく冷たい爆発を示し、赤新星の特徴と一致する。
• 光曲線に複数の明るさのピークが観測され、これはV838 Monと共通する特徴であり、複雑な爆発ダイナミクスを示唆する。
• 高分解能スペクトルから、古典的新星に共通するが、異常に持続的で運動学的特性が特異な強力な一時的重元素吸収（THEA）系が確認された。
• 分光的特徴として、幅が狭い線（FWHM ≤ 300 km/s）、強力な分子バンド（CO、H2O、TiO）、および遅れてM型巨星に類似した連続スペクトルが観測され、冷たく質量の大きな噴出物エジェクタの存在を示唆する。
• 分光的進化と明るさプロファイルが、V838 Monや他の赤新星と類似しており、V1309 Scoが候補的双子として分類される根拠が強化された。
• 後続エポックのスペクトルが欠落しており距離の不確実性があるが、データはV1309 Scoが低質量白色矮星に低降着率で新星爆発を起こし、核融合の急激な発火によって質量的で冷たい噴出物を生成した可能性を示唆している。