[논문 리뷰] Early-type stars in the young open cluster IC1805. II. The probably single stars HD15570 and HD15629, and the massive binary/triple system HD15558

M. De Becker, G. Rauw외 2명|ArXiv.org|2006. 06. 15.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 31인용 수 28

한 줄 요약

이 연구는 초기형 별 세 개의 다중성에 대해 고속도 측정과 스펙트럼 분리 분석을 통해 연한 산개성단 IC 1805에서 조사한다. HD 15570과 HD 15629는 단일 별로 확인되며, 질량 비율이 높고 최소 질량이 약 ~150 M⊙ 및 ~50 M⊙인 거대 이중성 HD 15558에 대해 처음으로 SB2 궤도 해법을 제시한다. 이는 주성의 스펙트럼 형광과 질량을 조화시키기 위해 가능한 삼중성계일 가능성을 시사한다.

ABSTRACT

Aims: We address the issue of the multiplicity of the three brightest early-type stars of the young open cluster IC1805, namely HD15570, HD15629 and HD15558. Methods: For the three stars, we measured the radial velocity by fitting Gaussian curves to line profiles in the optical domain. In the case of the massive binary HD15558, we also used a spectral disentangling method to separate the spectra of the primary and of the secondary in order to derive the radial velocities of the two components. These measurements were used to compute orbital solutions for HD15558. Results: For HD15570 and HD15629, the radial velocities do not present any significant trend attributable to a binary motion on time scales of a few days, nor from one year to the next. In the case of HD15558 we obtained an improved SB1 orbital solution with a period of about 442 days, and we report for the first time on the detection of the spectral signature of its secondary star. We derive spectral types O5.5III(f) and O7V for the primary and the secondary of HD15558. We tentatively compute a first SB2 orbital solution although the radial velocities from the secondary star should be considered with caution. The mass ratio is rather high, i.e. about 3, and leads to very extreme minimum masses, in particular for the primary object. Minimum masses of the order of 150 \pm 50 and 50 \pm 15 M_\odot are found respectively for the primary and the secondary. Conclusions: We propose that HD15558 could be a triple system. This scenario could help to reconcile the very large minimum mass derived for the primary object with its spectral type. In addition, considering new and previously published results, we find that the binary frequency among O-stars in IC1805 has a lower limit of 20%, and that previously published values (80%) are probably overestimated.

연구 동기 및 목표

• IC 1805의 세 개의 가장 밝은 초기형 별인 HD 15570, HD 15629, HD 15558의 다중성 상태를 규명하는 것.
• 이전에 보고된 IC 1805의 O형 별들 사이에서 80%의 이중성 빈도가 과대평가되었을 가능성이 있으므로 재평가하는 것.
• HD 15558의 주성에서 유도된 극도로 높은 최소 질량이 O5.5III(f) 스펙트럼 형광과 어떻게 조화될 수 있는지 조사하는 것.
• HD 15558이 삼중성계일 가능성을 탐색하여 그 극도의 질량과 스펙트럼 형광을 설명하는 것.

제안 방법

• 관측소 드 르 오르세르 드 오텔리에르의 고해상도 광학 스펙트럼에서 흡수선에 가우시안 프로파일을 피팅하여 고속도 측정을 수행하였다.
• 복합 스펙트럼에서 주성과 보조성의 기여를 분리하기 위해 HD 15558에 스펙트럼 분리 기법을 적용하였다.
• 여러 에포크에 걸쳐 수년간 수집된 고속도 데이터를 사용하여 궤도 해법을 계산하였다.
• 선형형태 특성, 등가폭, He ii λ4686에서의 P-Cygni 프로파일 존재 여부를 기반으로 스펙트럼 형광을 할당하였다.
• 고속도 오차에서 오염된 불확실성을 고려하여 궤도 해법에서 질량 비율과 최소 질량을 유도하였다.
• 주성의 스펙트럼 형광에 비해 극도로 높은 질량을 지닌 것으로 고려할 때 삼중성계 가능성에 대해 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 HD 15570과 HD 15629는 몇 일에서 일 년 정도의 기간 동안 감지 가능한 궤도 주기를 가진 보이지 않는 위성 성단이 존재하는가?
• RQ2 거대 이중성 HD 15558의 궤도 해법은 무엇이며, 이는 双선 스펙트럼 이중성(SB2) 시스템을 지지하는가?
• RQ3 HD 15558의 주성에서 유도된 최소 질량 약 ~150 M⊙는 O5.5III(f) 스펙트럼 형광과 어떻게 조화될 수 있는가?
• RQ4 HD 15558에서 관측된 높은 질량 비율(q ≈ 3)은 물리적으로 타당한가, 아니면 삼중성과 같은 더 복잡한 시스템을 시사하는가?
• RQ5 이전의 주장에 대한 재평가를 고려할 때, IC 1805의 O형 별들 사이에서 진정한 이중성 빈도는 얼마인가?

주요 결과

• HD 15570과 HD 15629는 수일에서 일 년 정도의 시간 기간 동안 명백한 고속도 변화를 보이지 않아, 단일 별로 간주할 근거를 제공한다.
• HD 15558에 대해 개선된 SB1 궤도 해법을 확보하였으며, 궤도 기간은 442 ± 12일, 이심률은 약 0.4였다.
• 스펙트럼 분리 기법을 통해 HD 15558의 보조성 성분이 성공적으로 드러나, 이는 이중선 스펙트럼 이중성(SB2)임을 확인한다.
• 선형형태 특성과 등가폭을 기반으로 주성과 보조성에 각각 O5.5III(f)와 O7V의 스펙트럼 형광을 할당하였다.
• 궤도 해법에 기반하여 주성과 보조성의 최소 질량을 각각 150 ± 50 M⊙ 및 50 ± 15 M⊙로 유도하였다.
• 높은 질량 비율(q ≈ 3)은 극도로 높은 최소 질량을 초래하며, 이는 주성의 질량과 스펙트럼 형광을 조화시키기 위해 HD 15558가 삼중성계일 가능성이 있음을 시사한다.