[논문 리뷰] Activity Cycles of Southern Asteroseismic Targets

Τ. S. Metcalfe, P. G. Judge외 5명|ArXiv.org|2009. 09. 29.

Geological and Geophysical Studies인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 SONG 항성진동망의 주요 목표로 삼을 수 있는 남반구의 태양형 별 57개에 대해 CTIO 소재 SMARTS 1.5m 망원경을 활용해 장기적인 Ca II H&K 복사선 조사 결과를 제시한다. 주로 항성진동 목표로 삼을 수 있는 별들의 자기 활동 주기와 자전 성질을 측정하고자 한다. 두 해 동안 85%의 별에서 유의미한 활동 경향을 관측하였으며, 특히 α Cen B(116σ)와 τ Cet(8.4σ)와 같은 핵심 별들에서는 높은 유의성의 주기적 변화를 확인하였다. 이는 향후 항성진동 모델과의 비교를 가능하게 한다.

ABSTRACT

The Mount Wilson Ca HK survey revealed magnetic activity variations in a large sample of solar-type stars with timescales ranging from 2.5 to 25 years. This broad range of cycle periods is thought to reflect differences in the rotational properties and the depths of the surface convection zones for stars with various masses and ages. Asteroseismic data will soon provide direct measurements of these quantities for individual stars, but many of the most promising targets are in the southern sky (e.g., alpha Cen A & B, beta Hyi, mu Ara, tau Cet, nu Ind), while long-term magnetic activity cycle surveys are largely confined to the north. In 2007 we began using the SMARTS 1.5-m telescope to conduct a long-term monitoring campaign of Ca II H & K emission for a sample of 57 southern solar-type stars to measure their magnetic activity cycles and their rotational properties when possible. This sample includes the most likely southern asteroseismic targets to be observed by the Stellar Oscillations Network Group (SONG), currently scheduled to begin operations in 2012. We present selected results from the first two years of the survey, and from the longer time baseline sampled by a single-epoch survey conducted in 1992.

연구 동기 및 목표

• SONG 항성진동망의 주요 목표로 삼을 수 있는 남반구 태양형 별의 자기 활동 주기를 측정하기 위해.
• 북반구 장기 활동 조사(예: Mount Wilson)와 남반구 항성진동 목표 간의 관측 격차를 메우기 위해.
• α Cen A/B, β Hyi, μ Ara, τ Cet, ν Ind 등의 별에 대해 다중 에포크 데이터를 활용해 기초 활동 수준과 주기적 경향을 제공하기 위해.
• 장기적인 Ca II H&K 복사선 모니터링을 통해 자전 성질과 활동 주기 주기를 평가하기 위해.
• SMARTS 1.5m 망원경에서 큐 모드 운영 방식을 활용해 남반구 별들을 지속적으로 모니터링할 수 있는 시간 영역 조사 프레임워크를 구축하기 위해.

제안 방법

• 2007년부터 2010년까지 CTIO 소재 SMARTS 1.5m 망원경을 사용해 남반구 태양형 별 57개에 대한 장기적인 Ca II H&K 복사선 모니터링을 수행하였다.
• Henry 등(1996)이 1992년에 수행한 단일 에포크 조사 데이터를 활용해 기초 활동 수준를 설정하고 장기 경향을 추론하였다.
• 조사의 첫 두 해 동안 활동 경향의 유의성을 정량화하기 위해 최소 제곱 선형 피팅을 적용하였다.
• Henry 등(1996)의 '최고의 별들 & 빛나는 별들' 및 '근접한 별들' 샘플의 병합 자료에서 밝기(V < 6)와 태양 유사 색상(B−V ≈ 태양) 조건을 만족하는 별을 대상으로 선정하였다.
• 스케줄링 편향을 최소화하기 위해 SMARTS에서 큐 모드 운영 방식을 활용하여 일관된 장기 데이터 수집을 확보하였다.
• 활동 수준과 주기 행동을 해석하기 위해 기존 조사(Mount Wilson, Lowell) 결과와 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 α Cen A/B, β Hyi, μ Ara, τ Cet, ν Ind와 같은 핵심 남반구 항성진동 목표 별의 자기 활동 주기 주기는 무엇인가?
• RQ2 이 별들의 두 해 동안의 활동 경향은 1992년 단일 에포크 조사의 역사적 데이터와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 관측된 활동 변화는 태양형 별의 자전 성질과 대류권 깊이와 어느 정도 상관관계가 있는가?
• RQ4 CTIO와 같은 남반구 현장에서의 장기적인 Ca II H&K 모니터링이 북반구 조사에서 접근이 어려운 별들의 주기 주기를 신뢰성 있게 추정할 수 있는가?
• RQ5 이 별들 중 유의미한 활동 경향을 보이는 비율은 얼마이며, 이러한 경향은 다이너모 모델 제약 조건에 어떻게 기여하는가?

주요 결과

• 조사한 57개의 남반구 별 중 85%가 첫 두 해 동안 유의미한 활동 경향을 보였으며, p-값은 4.5σ에서 126σ의 유의성 수준에 해당하였다.
• α Cen B(HD 128621)는 116σ의 가장 강한 경향을 보이며 높은 유의성의 활동 주기를 나타내었다.
• τ Cet(HD 10700)는 8.4σ의 유의미한 경향을 보이며 항성진동 목표로서의 위치를 뒷받침하였다.
• μ Ara(HD 160691)와 70 Oph A(HD 165341)는 각각 8.8σ와 64σ의 유의미한 경향을 보였다.
• ν Ind(HD 211998)는 6.3σ의 유의미한 경향을 보이며 지속적인 활동 조절이 이루어지고 있음을 확인하였다.
• α Cen A(HD 128620)는 단지 1.7σ의 경향을 보이며 두 해 동안 활동에 유의미한 변화가 없음을 시사하였다.