[논문 리뷰] Discovery of deep eclipses in the cataclysmic variable ZTF17aaaeefu (2MASS J00594349+6454419)

V. P. Kozhevnikov|arXiv (Cornell University)|2021. 11. 13.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 42인용 수 2

한 줄 요약

이 연구는 7개월에 걸친 8개의 밤에 걸친 광도 관측을 통해 초신성변이자인 ZTF17aaaeefu (2MASS J00594349+6454419)에서 처음으로 깊은 일식을 발견하였다. 저자들은 고정밀도로 궤도 주기를 0.18821155 ± 0.00000014 d로 측정하고, 700년간 유효한 일식 이포크를 유도하였으며, 일식 깊이가 변동됨을 보고하였다(밝을 때 2.50 ± 0.18 mag, 어두울 때 1.45 ± 0.06 mag), 이는 주변의 오염성 별들에 의해 영향을 받을 가능성이 있다.

ABSTRACT

I performed photometric observations of the cataclysmic variable candidate ZTF17aaaeefu and discovered very deep eclipses. The observations were obtained over 8 nights covering 7 months. The eclipse profile is similar to the eclipse profiles observed in other cataclysmic variables. During the observations, ZTF17aaaeefu showed brightness changes resembling dwarf nova outbursts and quiescent states. When ZTF17aaaeefu was bright (16.0-16.2 mag), the average eclipse depth was 2.50+/-0.18 mag. When ZTF17aaaeefu was faint (17.2-17.4 mag), the average eclipse depth was 1.45+/-0.06 mag. However, these differences in the eclipse depth may be mainly caused by the contaminating effect of three faint stars around ZTF17aaaeefu. In both cases, the average width of the prominent parts of the eclipses was the same and was about 30 min. Due to the large coverage of observations, I measured the orbital period with high precision, Porb=0.18821155+/-0.00000014 d. I derived the eclipse ephemeris, the validity time of which is 700 years in accordance with the precision of the orbital period. This ephemeris can be used for future studies of the orbital period changes. Because ZTF17aaaeefu has a long orbital period, this cataclysmic variable is of interest for determining the masses of its stellar components. In future radial velocity measurements, my precise eclipse ephemeris may be useful for determining the orbital phases.

연구 동기 및 목표

• CV 후보자인 ZTF17aaaeefu의 광도적 행동, 특히 일식 성격을 조사하기 위해.
• 향후 궤도 주기 변화 연구를 위해 고정밀도로 궤도 주기와 일식 이포크를 결정하기 위해.
• 일식 깊이의 변동이 시스템 내재적 특성인지 또는 주변 별의 오염으로 인한 것인지 평가하기 위해.
• 정밀한 이포크를 제공하여 향후 복사속도 측정을 지원하기 위해.

제안 방법

• 3채널 펄스 카운팅 광도계와 CCD 안내 시스템을 장착한 70cm 카세그레인 망원경을 사용하여 광도 관측을 수행하였다.
• 대기 투과도와 다이아프램 크기의 차이를 보정하기 위해 3채널에서 동시로 천체배경을 측정하였다.
• 눈에 보일 수 있는 기준 별을 사용하여 약한 목표 별(ZTF17aaaeefu)을 광도계 다이아프램에 정밀하게 중심화하였다.
• 7개월에 걸친 8개의 밤 동안 수집한 시계열 광도곡선을 분석하여 궤도 주기와 일식 특성을 측정하였다.
• 정밀한 궤도 주기를 바탕으로 일식 이포크를 계산하여 유효 기간을 추정하였다.
• 일식 깊이의 변동을 해석할 때, 주변의 세 개의 어두운 별들로 인한 잠재적 오염을 고려했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ZTF17aaaeefu의 궤도 주기는 얼마이며, 광도 데이터로부터 얼마나 정밀하게 측정할 수 있는가?
• RQ2 관측된 일식 깊이의 변동은 시스템 내재적 특성인지, 주변 별의 오염으로 인한 것인가?
• RQ3 ZTF17aaaeefu는 난류형 초신성변이와 유사한 활동을 보이며, 이는 일식 깊이와 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ4 정밀한 일식 이포크를 도출하여 향후 복사속도 측정을 지원할 수 있는가?
• RQ5 긴 궤도 주기로 인해 일식 프로파일이 특징이 없어지며, 이는 광도 측정만으로는 질량을 신뢰성 있게 결정할 수 없을까?

주요 결과

• ZTF17aaaeefu의 궤도 주기는 고정밀도로 0.18821155 ± 0.00000014 d로 측정되었다.
• 정밀한 궤도 주기를 바탕으로 700년간 유효한 일식 이포크가 도출되었다.
• ZTF17aaaeefu가 밝을 때(16.0–16.2 mag), 평균 일식 깊이는 2.50 ± 0.18 mag였다.
• 어두울 때(17.2–17.4 mag), 평균 일식 깊이는 1.45 ± 0.06 mag였지만, 이 차이는 주변의 세 개의 별에 의한 오염으로 인한 것으로 보인다.
• 밝은 상태와 어두운 상태에서 뚜렷한 일식 부분의 너비는 약 30분으로 거의 일정하였다.
• 긴 궤도 주기와 특징이 없는 일식 프로파일로 인해, 성분 별의 질량을 결정하기 위해서는 복사속도 측정이 필요하며, 정밀한 이포크는 위상 고정 관측을 지원할 것이다.