[論文レビュー] Very Large Array Observations of Winds from Massive Stars

M. E. Contreras, G. Montes+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 14, 2003

Astro and Planetary Science参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、P Cyg、Cyg OB2 No. 12、WR 147という3つの質量の大きな星における非古典的風の挙動を分析するために、0.7、3.6、6 cmの非常に大型電波望遠鏡（VLA）観測を用いた。測定された放射度、サイズ、スペクトル指数、質量放出率を通じて、標準的な等方的・均一な風モデルからの逸脱が明らかになった。主な発見として、非対称性、不均一性（例えば、電波 Bright ブロブ）、および変動性が確認され、これらの系における非古典的風のダイナミクスが裏付けられた。

ABSTRACT

The classical model for free-free emission from ionized stellar winds is based on the assumption of a stationary, isotropic and homogeneous wind. However, since there exist objects whose wind behaviour deviates from the standard model, during the last decade these assumptions have been questioned. In this work, we present results for 3 bright sources: P Cyg, Cyg OB2 No.12 and WR 147. These objects have been reported to possess winds that deviate from the basic assumptions. We have obtained flux densities, sizes, spectral indices and mass loss rates for each of the targets. These parameters allow us to analyze possible asymmetries, inhomogeneities and time variations in the flux densities. These features confirm the nonclassical behaviour of these winds.

研究の動機と目的

• 高解像度の電波観測を用いて、質量の大きな星における古典的定常的・等方的・均一な風モデルからの逸脱を調査すること。
• P Cyg、Cyg OB2 No. 12、WR 147の放射度、サイズ、スペクトル指数、質量放出率を特定し、風の不均一性を評価すること。
• 電波で明るいブロブや非対称構造のような不均一性を検出および特徴付けること。
• 時間的変動性（電波放射度や形態の変化）を評価し、非定常的風挙動の証拠とする。
• 薄皮膜衝撃モデルを用いてWR 147連星系の風衝撃をモデル化し、風運動量比（η）と軌道傾き（φ）を制約すること。

提案手法

• 高解像度を実現するため、A-配置で0.7、3.6、6 cmのVLA観測を実施（分解能はそれぞれ約0.05", 約0.2", 約0.4"）。
• 画像化にAIPSのIMAGRルーチンを用い、ROBUST=0を設定し、源のサイズを分解し、放射度を測定した。
• 1999年6月と9月の2回の観測エポック間での放射度変動を分析し、時間的変動性を検出した。
• P Cyg（N-E）およびCyg OB2 No. 12（S-E）で、それぞれ3.6 cmおよび6 cmで、約3–4σの有意性を持つ潜在的電波ブロブを同定した。
• Cantó, Raga & Wilkin (1996)の衝撃衝突モデルとWilkin (1997)の投影法を用い、WR 147の北部電波成分に理論的バッシュショックモデルをフィットした。
• 観測された停止点の星からの相対的分離をもとに風運動量比ηを計算し、最良適合の衝撃表面投影から軌道傾きφを導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 P Cyg、Cyg OB2 No. 12、WR 147の電波放射は、古典的等方的・均一な風モデルの予測から逸脱しているか？
• RQ2 これらの源の星風に不均一性（例：ブロブ）や非対称性の証拠は存在するか？
• RQ3 これらの風の電波放射度や形態的構造に時間的変動性があるか？
• RQ4 WR 147の風衝撃領域の観測された電波形態は、定義された風運動量比（η）と軌道傾き（φ）を持つ薄皮膜衝撃モデルで説明可能か？
• RQ5 新しいVLAデータが、WR 147連星系の風運動量比と軌道傾きにどのような制約を課すか？

主な発見

• P Cygは、放射度および形態的変化がエポック間で検出され、非等方的・不均一的・変動的電波放射を示し、非古典的挙動を示した。
• Cyg OB2 No. 12は6 cmで延長された放射を示し、風中に密度の高いブロブが存在することを示唆しており、この源における不均一風の報告は初めてである。
• WR 147の北部電波成分には、N-E方向にやや明るいピークが存在し、クラスターが衝撃領域を通過している可能性を示唆しており、以前の高解像度観測結果と整合的である。
• WR 147の再評価された風運動量比ηは0.02 ± 0.01であり、以前の推定値0.01よりも高いが、誤差範囲内で一致しており、最近のモデルとも整合的である。
• 最良適合の軌道傾きφは30°であり、30°–40°の範囲が妥当なフィットを提供しており、真の軌道傾きの下限として30°が得られた。
• バッシュショックの東北側の翼は、西側の翼よりもやや開いており、対称的衝撃モデルを超える非軸対称的形態である可能性を示唆している。