[논문 리뷰] Calcium Emission in Interacting Binary Be Stars

P. Koubský, L. Kotková외 8명|arXiv (Cornell University)|2012. 05. 10.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 옌드레예프 2m 천체망원경에서 확보한 분광 데이터를 이용해 Be 항성에서의 칼슘 II 적외선 삼중선( Ca II IR) 복사의 성질을 조사하며, Ca II 복사가 본질적으로 이진 상호작용과는 관련이 없고 주로 특이한 디스크 환경과 연관되어 있음을 밝혀냈다. 그러나 파스chen 선 복사가 관측되지 않는 Ca II 복사의 경우 상호작용하는 이진성의 강력한 지표로 작용하며, 이에 따라 궤도 주기가 33.73일, 보조성의 속도 반폭이 79 km s⁻¹인 새로운 상호작용 Be 이진성 HD 81357을 발견하였다.

ABSTRACT

Polidan (1976) suggested that Be stars showing the CaII IR triplet in emission are interacting binaries. With the advent of the Gaia satellite, which will host a spectrometer to observe stars in the range 8470--8750 Å, we carried out a spectroscopic survey of 150 Be stars, including Be binaries. We show that the Ca II triplet in emission, often connected with emission in Paschen lines, is an indicator of a peculiar environment in a Be star disc rather than a signature of an interacting binary Be star. However, Ca II emission without visible emission in Paschen lines is observed in interacting binary stars, as well as in peculiar objects. During the survey, a new interacting Be binary - HD 81357 - was discovered.

연구 동기 및 목표

• Be 항성에서 Ca II 적외선 삼중선 복사의 기원을 이진 상호작용과 연관지어 조사하는 것.
• Be 항성에서 Ca II 복사가 상호작용하는 이진성 시스템을 신뢰할 수 있는 지표로 사용할 수 있는지 판단하는 것.
• Hα 및 Gaia RVS(8470–8750 Å) 영역에서 고해상도 분광법을 통해 Be 항성의 원환성 환경을 특성화하는 것.
• 장기적인 라디얼 속도 변화 모니터링을 통해 새로운 상호작용 Be 이진성을 식별하고 분석하는 것.
• Ca II 삼중선 복사의 유용성을 원환성 디스크 구조 및 이진 상호작용 진단 도구로 평가하는 것.

제안 방법

• 약 150개의 Be 항성에 대해 Ondřejov 2-m 천체망원경에 장착된 쿠데 코어스피로미터와 SITe 2000x800 CCD를 이용해 분광 데이터를 확보하였으며, 해상도 R ≈ 12,700으로 6250–6750 Å 및 8392–8900 Å 영역을 커버하였다.
• 은행 및 보정 분광 데이터(Th-Ar 및 wolfram 램프)는 일관된 파장 캘리브레이션과 플럭스 보정을 위해 IRAF 소프트웨어 패키지를 사용해 처리하였다.
• 라디얼 속도 곡선은 특히 8498 Å 선을 중심으로 Ca II 삼중선에서 유도되었으며, 복사 성분과 궤도 조절 변화에 특별한 주의를 기울였다.
• 이중성의 보조성(Fe I 및 Ca II 흡수선을 통해)과 주성( Hα 및 Ca II 복사 이동을 통해)의 라디얼 속도 변화를 피팅하여 궤도 요소를 도출하였다.
• 다수의 에포크에 걸쳐 후행 분광도를 구성하여 선형형태와 복사 성분의 궤도 위상 의존적 변화를 시각화하였다.
• 기존의 상호작용 Be 이진성(예: BR CMi, KX And)과의 비교 분석을 통해 유사한 분광적 행동을 식별하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Be 항성에서 Ca II 적외선 삼중선 복사는 이진 상호작용의 신뢰할 수 있는 지표인가?
• RQ2 Be 항성 디스크에서 Ca II 복사 행동은 파스chen 선 복사와 어떻게 관련되는가?
• RQ3 파스chen 선 복사 없이 관측되는 Ca II 복사는 상호작용 이진성을 진단하는 데 사용될 수 있는가?
• RQ4 HD 81357과 같은 최신으로 발견된 Be 이진성의 궤도 파rameter는 무엇인가?
• RQ5 Be 항성의 원환성 환경이 Ca II 복사선의 형성과 형태에 어느 정도 영향을 미치는가?

주요 결과

• Be 항성에서 Ca II 적외선 삼중선 복사는 본질적으로 이진 상호작용과는 관련이 없고 주로 특이한 디스크 구조와 연관되어 있다.
• AX Mon, KX And, BR CMi와 같은 시스템에서 강한 Ca II 복사는 디스크 활동과 관련되어 있지만, 모든 상호작용 이진성이 이 복사를 보이는 것은 아니다.
• 파스chen 선 복사가 관측되지 않는 Ca II 복사는 상호작용 이진성의 특징적인 서명으로, HD 81357 및 기타 특이한 시스템에서 관측되었다.
• HD 81357은 궤도 주기가 33.73일, 보조성의 라디얼 속도 반폭이 79 km s⁻¹인 새로운 상호작용 Be 이진성으로 확인되었다.
• HD 81357의 Ca II 8498 Å 선의 라디얼 속도 곡선은 반대위상로 움직이는 복사 성분을 보이며, 주성 주위에 디스크가 존재할 가능성을 시사한다.
• Hipparcos 광도 측정 자료에서 유도된 궤도 해법은 33.73일 주기의 이중파형 광도 곡선을 지지하며, 25.7일 주기의 경우 더 단순한 곡선을 제공한다.