[논문 리뷰] Absolute dimensions of eclipsing binaries. XXIV. The Be star system DW Carinae, a member of the open cluster Collinder 228

J. Southworth, J. V. Clausen|ArXiv.org|2006. 10. 13.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 53인용 수 40

한 줄 요약

이 연구는 별집 Collinder 228의 일식 B형 쌍성 DW Carinae의 정밀한 절대 물리적 파arameter를 Strömgren 광도 측정과 고해상도 스펙트로스코피를 사용하여 제시한다. 빛의 변화 곡선 모델링과 스펙트럼 분리, 그리고 도플러 속도 분석을 융합함으로써 질량(11.34 ± 0.12 M☉ 및 10.63 ± 0.14 M☉), 반지름(4.558 ± 0.045 R☉ 및 4.297 ± 0.055 R☉), 효율 온도(27,900 ± 1,000 K 및 26,500 ± 1,000 K), 거리 모odulus 12.24 ± 0.12 mag를 유도하였으며, 이는 Collinder 228에 대한 최초의 경험적 연령(약 6 Myr)과 금속성(Z ≈ 0.01) 결정을 가능하게 한다.

ABSTRACT

DW Carinae is a close but detached early B-type eclipsing binary in the young open cluster Cr 228. We have measured accurate physical properties of its components (masses and radii to 1%) and used these to derive the age, metallicity and distance of Cr 228. The rotational velocities of both components of DW Car are high, so we have investigated the performance of double-Gaussian fitting, one- and two-dimensional cross-correlation and spectral disentangling for measuring radial velocities in the presence of strong line blending. Gaussian and cross-correlation analyses require substantial corrections for the effects of line blending, which are only partially successful for cross-correlation. Disentangling is to be preferred because it does not assume anything about the shapes of spectral lines, and is not significantly affected by blending. Complete Stromgren uvby light curves have been obtained and accurate radii have been measured from them using the Wilson-Devinney program, constrained by an accurate spectroscopic light ratio. The Teffs and reddening have been found from Stromgren photometric calibrations. The masses and radii of DW Car are M_A = 11.34 +/- 0.12 Msun, R_A = 4.558 +/- 0.045 Rsun, M_B = 10.63 +/- 0.14 Msun and R_B = 4.297 +/- 0.055 Rsun. The Teffs are Teff_A = 27900 +/- 1000 K and Teff_B = 26500 +/- 1000 K, and the reddening is E(b-y) = 0.18 +/- 0.02 mag. Using empirical bolometric corrections we find a distance modulus of 12.24 +/- 0.12 mag for DW Car, which is in agreement with, and more accurate than, literature values for Cr 228. A comparison between the properties of DW Car and theoretical predictions is undertaken in the mass--radius and mass--Teff diagrams. Good agreement is found for an age of about 6 Myr and a metal abundance of Z approx 0.01 (abridged).

연구 동기 및 목표

• 이슬식이 발생하는 탈출형 쌍성 DW Carinae의 절대 물리적 파arameter를 고정밀도로 결정하기 위해.
• 개방성운 Collinder 228에 속한 쌍성의 성질을 이용하여 성운의 연령, 금속성, 거리를 독립적으로 유도하기 위해.
• 공시대의, 공시대의 성운 시스템을 기반으로 이론적 별진화 모델의 정확도를 경험적 데이터와 비교하기 위해.
• 고속 회전으로 인해 선형이 혼합되는 조건에서 스펙트럼 도플러 속도 측정 기법의 성능을 평가하고 비교하기 위해.

제안 방법

• 완전한 Strömgren uvby 빛의 변화 곡선를 확보하고 Wilson-Devinney 프로그램을 사용하여 반지름과 궤도 파arameter를 유도하였다.
• 고해상도 FEROS 스펙트럼에 스펙트럼 분리 기법을 적용하여 도플러 속도를 유도하였으며, 선형형태에 대한 가정 없이 수행되었다.
• 이중 가우시안 피팅과 일차원 및 이차원 상관관계 분석을 시험하였으나, 선형 혼합으로 인해 상당한 수정이 필요함을 확인하였다.
• 지나친 지역 최소값을 줄이기 위해 정확한 스펙트럼 빛 비율을 사용하여 Wilson-Devinney 해를 제약하였다.
• Strömgren 광도 캘리브레이션을 통해 효율 온도를 유도하였으며, 적색도 E_{b-y} = 0.18 ± 0.02를 사용하였다.
• 거리 모odulus를 계산하기 위해 경험적 볼로메트릭 보정을 사용하였으며, 이는 문헌 값과 비교되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이슬식 쌍성 DW Carinae의 구성 성분들의 정밀한 질량, 반지름, 효율 온도는 무엇인가?
• RQ2 이슬식 쌍성 시스템을 기반으로 산출된 개방성운 Collinder 228의 거리, 연령, 금속성은 무엇인가?
• RQ3 고속으로 회전하는 별에서 선형 혼합이 발생할 경우, 다양한 스펙트럼 도플러 속도 측정 기법은 어떻게 성능을 보이는가?
• RQ4 주어진 연령과 금속성에서 이론적 별진화 모델이 DW Carinae의 관측된 성질과 얼마나 일치하는가?
• RQ5 주변 별물질이 빛의 변화 곡선에 어떤 기여를 하는가? 그리고 이는 유도된 물리적 파arameter에 영향을 미치는가?

주요 결과

• DW Carinae의 성분 A의 질량은 11.34 ± 0.12 M☉이며, 반지름은 4.558 ± 0.045 R☉이다.
• 성분 B는 질량 10.63 ± 0.14 M☉, 반지름 4.297 ± 0.055 R☉을 가진다.
• 효율 온도는 A에 대해 27,900 ± 1,000 K, B에 대해 26,500 ± 1,000 K이며, 이는 Strömgren 광도 캘리브레이션을 통해 유도되었다.
• DW Carinae의 거리 모odulus는 12.24 ± 0.12 mag로, 이전 문헌 추정치와 일치하며 더 정밀한 값이다.
• 성운 Collinder 228의 연령은 약 6 Myr, 금속성은 Z ≈ 0.01로, 모델 비교를 통해 유도되었다.
• 스펙트럼 분리는 선형 혼합 조건에서 상관관계 및 가우시안 피팅보다 더 신뢰할 수 있는 도플러 속도를 제공한다.