[논문 리뷰] Galactic planetary nebulae with Wolf-Rayet nuclei. II. A consistent observational data set

M. Peña, G. Stasińska외 1명|ArXiv.org|2001. 01. 30.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 31인용 수 41

한 줄 요약

이 연구는 [WC] 중심별을 가진 34개의 은하계 행 星상성운에 대한 고해상도 스펙트로포트미터리 데이터를 제시하며, 일관된 이완 상태 조건, 화학성분 농도 및 팽창 속도를 유도한다. 이는 표준 광이온화 모델이 예측하지 못한, 이완 상태의 자극도에 연관된 강한 전자 온도 기울기를 드러내며, 월프레이너 현상에 대한 질량 선호도는 발견되지 않았지만, 두 개의 천체(M 1-32 및 M 1-25)는 이국적인 낮은 Ne/O 비율을 보인다.

ABSTRACT

We present high resolution spectrophotometric data for 34 galactic planetary nebulae with [WC] nuclei (WRPNe).The sample includes PNe with early and late [WC] stars and some WELS. Physical conditions and chemical abundances have been derived and expansion velocities were estimated for most objects of the sample. A statistical study was developed to find fundamental relationships between the nebular and central star parameters.We found evidence for a strong unexpected electron temperature gradient in WRPNe which is related to nebular excitation. Abundance ratios indicate that there seems to be no preferential stellar mass for the WR phenomenon to occur in the nucleus of a planetary nebula. The PNe M 1-25 and M 1-32 were found to have very small Ne/O ratios.Our data confirm the trend of the electron density decreasing with decreasing spectral type, which was interpreted as evidence that [WC] stars evolve from late to early [WC] types. On the other hand, the expansion velocities do not show the increase with decreasing spectral type, that one might expect in such a scenario. Two objects with very late [WC] central stars, K 2-16 and PM 1-188, do not follow the general density sequence, being of very low density for their spectral types. We suggest that the stars either underwent a late helium flash (the ``born again'' scenario) or that they have had a particularly slow evolution from the AGB. The 6 WELS of our sample follow the same density vs. [WC]-type relation as the bona fide WRPNe, but they tend to have smaller expansion velocities. The comparison between the WRPNe in the Magellanic Clouds and in the Galaxy indicates that metallicity affects the [WR] phenomenon in central stars of planetary nebulae.

연구 동기 및 목표

• 34개의 은하계 행성상성운에 대해 [WC] 중심별이 있는 일관되고 고해상도 스펙트로포트미터리 데이터셋을 편람한다.
• 일관되고 체계적인 방식으로 전자 밀도, 온도, 화학성분 농도 및 팽창 속도 등의 물리적 조건을 유도한다.
• [WC] 별의 진화 순서를 분석함으로써 스펙트럼 유형과 관련된 이완 상태 성질을 조사한다.
• 약한 선형 방출선을 보이는 별들(WELS)의 성격과 진짜 WRPNe와의 관계를 조사한다.
• 은하계 WRPNe와 대마젤란운의 WRPNe를 비교하여 금속성 농도가 [WR] 현상에 미치는 영향을 평가한다.

제안 방법

• 멕시코의 국립천문대, SPM, B.C.에서 고해상도 스펙트로포트미터리 데이터를 확보하였다.
• 전자 밀도 및 온도를 결정하기 위해 진단 선비율([S ii], [O ii], [O iii] 등)을 사용하였다.
• 발광선 강도에서 화학성분 농도를 유도하기 위해 표준 경험적 방법을 적용하였다.
• 대부분의 천체에서 선형 프로파일 너비(HWHM)로부터 일관된 팽창 속도를 추정하였다.
• 유도된 매개변수에 대한 통계적 분석을 수행하여 표본 전체에 걸친 상관관계 및 추세를 식별하였다.
• 특히 늦은 유형의 [WC] 별에 대해, 이완 상태 및 항성 데이터를 사용하여 '다시 태어난다'는 시나리오와 진화 순서를 재고하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 WRPNe에서 이완 상태의 전자 온도와 스펙트럼 유형 사이의 관계는 무엇이며, 이는 표준 광이온화 모델의 예측과 어긋나는가?
• RQ2 WELS는 진짜 WRPNe와 동일한 밀도-스펙트럼 유형 순서를 따르는가? 이는 그들의 진화 상태에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ3 왜 두 개의 천체(M 1-32 및 M 1-25)가 이국적인 낮은 Ne/O 농도 비율을 보이는가?
• RQ4 [WR] 현상에 대해 질량에 의존하는 임계값이 행성상성운 핵에서 관측되는가?
• RQ5 금속성 농도는 다양한 은하에서 [WC] 스펙트럼 유형과 N/O 비율의 분포에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• WRPNe에서 강한 전자 온도 기울기가 발견되었으며, 이는 이완 상태의 자극도가 증가함에 따라 증가하였고, 이는 단순 광이온화 모델의 예측와 정면으로 배치된다.
• WR 현상 발생에 대해 별의 질량 선호도는 발견되지 않았으며, 이는 이 과정이 질량에 의해 제한되지 않는다는 것을 시사한다.
• M 1-32 및 M 1-25 두 천체는 매우 낮은 Ne/O 비율(≤0.13)을 보이며, 이는 현재의 진화 모델과 조화를 이룰 수 없는 특성이다.
• 저연도 [WC] 스펙트럼 유형(늦은 유형에서 일찍 유형으로)으로 갈수록 전자 밀도가 감소하는 일반적인 경향은 확인되었으며, 이는 늦은 유형에서 일찍 유형으로의 진화 순서를 지지한다.
• 팽창 속도는 스펙트럼 유형이 낮아짐에 따라 증가하지 않으며, 이는 단순한 진화 순서의 기대와 배치된다.
• 매우 늦은 [WC] 별인 K 2-16 및 PM 1-188는 그들의 유형에 비해 비정상적으로 낮은 밀도를 보이며, 이는 '다시 태어난다'는 진화 또는 매우 느린 AGB 진화를 시사한다.