[論文レビュー] The stellar upper mass limit in the solar neighborhood

J. Maíz Apellániz, N. R. Walborn+5 more|arXiv (Cornell University)|Feb 20, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、太陽系近傍の恒星の上限質量を、高分解能ハッブル宇宙望遠鏡および地上望遠鏡の分光データを用いて分析することで調査する。Pismis 24-1は三重連星系に分解され、HD 93129Aは近接した連星系に分解され、それぞれの個々の質量は約95 M⊙（誤差±10 M⊙）であり、150 M⊙の上限質量よりはるかに低いことが判明した。これにより、現在の理論的質量上限が支持される。

ABSTRACT

We are using HST GO programs 10205, 10602, and 10898 to test the stellar upper mass limit in the solar vicinity by attempting to detect optical close companions, thus lowering the calculated evolutionary masses. We have observed with ACS/HRC all the known (as of early 2005) Galactic O2/3/3.5 stars. We also have observations with HST/FGS and ground-based spectroscopy from LCO and CASLEO. Here we discuss our results for Pismis 24 and HD 93129A.

研究の動機と目的

• 高分解能観測を用いて、太陽系近傍における理論的恒星上限質量（約150 M⊙）を検証すること。
• O型星に対して以前に報告された極めて高い質量（例：210–291 M⊙）が、解像不能な連星系による過大評価であるかどうかを特定すること。
• 多波長の光度測定と分光観測を用いて、近隣の星団における最も高質量な星の正確な進化質量を測定すること。
• 長期間にわたるアストロメトリックモニタリングを用いて、HD 93129A連星系の動的質量を評価すること。

提案手法

• 高分解能ハッブル宇宙望遠鏡（HST）観測を、ACS/HRCおよびFGSを用いて、高質量O型星の近接視覚的およびアストロメトリックな伴星を解像すること。
• LCOのBaade望遠鏡およびCASLEOを用いた地上分光観測により、連星スペクトルを分離し、径速度変動を測定すること。
• HRCおよび2MASSデータを組み合わせた光度測定解析をCHORIZOSを用いて実施し、正確な減光補正を導出すること。
• Martinsら（2005）の温度校正およびゼロ歳主系列進化モデルを用いて、星の質量を計算すること。
• 10年間にわたるFGSデータのアストロメトリック解析により、軌道運動を測定し、HD 93129Aの動的質量を推定すること。
• MULTISPECを用いたスペクトル分離により、Pismis 24-1の成分を分離し、フラックスおよび径速度寄与を別々に特定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Pismis 24-1およびHD 93129Aに対して以前に報告された極めて高い進化質量は正確なものか、それとも解像不能な連星系による過大評価であるか？
• RQ2 視覚的および分光的連星が解像された後、Pismis 24-1系の個々の質量は何か？
• RQ3 HD 93129A系は測定可能な軌道運動を示しており、その総動的質量を制約できるか？
• RQ4 減光がこれらの高質量星の導出された質量に与える影響は何か？そして、その影響はどれほど正確に測定できるか？
• RQ5 太陽系近傍の高質量星の観測された質量は、理論的上限質量（約150 M⊙）を挑戦するものか？

主な発見

• Pismis 24-1は三つの成分に分解され、2つが近接した分光連星（Pis 24-1NEおよびSW）を形成し、第3の成分（Pis 24-17）が存在する。これらすべてが初期型O3.5またはO4星である。
• Pis 24-1NE、Pis 24-1SW、Pis 24-17のゼロ歳進化質量は、それぞれ約95 M⊙であり、誤差は約10 M⊙である。
• Pis 24-1に対して以前に報告された210–291 M⊙の顕在的質量は、解像不能な連星成分による過大評価である。
• HD 93129Aは、AaとAbを結ぶ直線上で2.08 ± 0.23 mas/yearの相対的自己運動を示す近接アストロメトリック連星であることが確認された。
• 円軌道および縁面傾斜を仮定した場合、HD 93129A系の総動的質量は200 ± 45 M⊙と推定されるが、実際の軌道はおそらく非常に離心率が高く、または傾斜している可能性がある。
• Pismis 24の3つの星およびHD 93129A系の観測された質量は、現在の理論的上限質量（約150 M⊙）と整合的である。