[論文レビュー] VLTI observations of IRS~3: The brightest compact MIR source at the Galactic Centre

Jörg‐Uwe Pott, A. Eckart+8 more|arXiv (Cornell University)|May 10, 2005

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 11

ひとこと要約

本研究は、銀河中心におけるIRS 3の最初のVLTI/MIDI検出を報告し、47 mの基線で約25%の visibility を示す、コンパクトで明るい中赤外線源を解像した。データは、サイズ ≤40 mas（≤300 AU）のダストシェルを示しており、高温で濃密な環境における強力な質量放出を示しており、非対称構造および二重星相互作用の可能性の証拠も示している。

ABSTRACT

The dust enshrouded star IRS~3 in the central light year of our galaxy was partially resolved in a recent VLTI experiment. The presented observation is the first step in investigating both IRS~3 in particular and the stellar population of the Galactic Centre in general with the VLTI at highest angular resolution. We will outline which scientific issues can be addressed by a complete MIDI dataset on IRS~3 in the mid infrared.

研究の動機と目的

• 高解像度干渉計を用いて、銀河中心で最も明るいコンパクトな中赤外線源であるIRS 3の物理的構造を調査すること。
• 可視度測定を用いて、IRS 3を取り巻くダストシェルのサイズ、形状、および径方向構造を特定すること。
• 超大質量ブラックホールの近傍という極限環境において、風の衝突や二重星系がダスト形成を駆動する役割を評価すること。
• 将来のVLTIにおける10 µmでの位相参照観測の基準標的にして、IRS 3を確立すること。
• 銀河中心におけるダストシェルと周囲の星間物質との相互作用を特徴付けること。

提案手法

• Nバンド（8–12 µm）で、スペクトル分解能 R ≈ 30 の条件下、UT2-UT3基線（47 m）を用いたVLTI/MIDI観測を実施した。
• Nバンド全域における可視度振幅を測定し、放射領域の角サイズとコンパクト性を推定した。
• 波長依存の可視度変動を分析して、ダストシェル内の径方向構造と非対称性を推察した。
• 分散可視度データと相関のないフラックススペクトルを用いて、中心源付近に小さな未処理の粒子が存在するかを評価した。
• 可視度の傾向をモデル予測と比較し、ダストシェルのサイズと質量放出特性を制約した。
• より良いuv平面カバレッジと空間解像度を得るため、長基線（UT3-UT4、62 m；UT1-UT4、130 m）の観測を拡張した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河中心におけるコンパクトな中赤外線源IRS 3の物理的サイズと形状は何か？
• RQ2 VLTI基線上でIRS 3のダストシェルは解像可能か、それとも非解像か？ これはどのような構造的含意を示唆するか？
• RQ3 波長依存の可視度傾向は、径方向に広がったダスト分布か、それともコンパクトな分布かを示唆するか？
• RQ4 9.3 µmにおける観測されたケイ酸塩ラインプロファイルは、中心星に近い場所に新しく未処理の小さな粒子が存在することを示唆するか？
• RQ5 二重星系または風の衝突の兆候は、IRS 3におけるダスト形成の強化に寄与しているか？

主な発見

• VLTI/MIDI観測により、可視度が約25%のコンパクト成分が検出され、これは約25%の光がサイズ ≤40 mas（≤300 AU）の源に集中していることを示している。
• Nバンド全域で可視度振幅が約0.05上昇しており、これはコンパクト成分が部分的に解像されており、拡張構造を有していることを示唆している。
• 波長依存の可視度傾向（傾きの不確かさ1%）は、サイズ ≤300 AU の径方向に広がったダストシェルを示しており、その構造を支持している。
• 9.3 µmにおけるケイ酸塩特徴は中心に向かってより狭くなり、中心星に近い場所に新しく未処理の小さな粒子が存在することを示している。
• 銀河中心におけるNバンドMIRで最も明るい7つの源の中で、IRS 3は最も高温で最もコンパクトであり、他のすべての源は2 Jyのフラックスレベルで完全に解像されている。
• 残りの6つの明るいMIR源（IRS 1W, 2, 8, 9, 10, 13）はミニスパイラル内のバッシュ・ショックに関連しており、質量の大きな星からの高速風によって駆動されている可能性が高い。