[논문 리뷰] Long-Term Optical Monitoring of Eta Carinae. Multiband light curves for a complete orbital period

E. Fernández Lajús, C. Fariña외 9명|ArXiv.org|2008. 12. 09.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 15인용 수 17

한 줄 요약

이 연구는 2003년에서 2008년 사이의 균일한 다밴드 $BVRI$ 광도계 측정 자료를 바탕으로, 5.5년 주기의 완전한 궤도 주기 동안 $\eta$ Carinae의 광도 변화를 제시한다. 매일 측정한 상대 광도계 측정 자료를 0.8m 망원경에서 확보하여, 2006년에 $V \sim 4.7$로 지속적인 밝아짐을 기록했고, 이는 2007년 초에 $V \sim 5.0$로 감소하여 이후 안정화됨을 확인하였다. 이는 이중성 시스템의 근일점 통과 및 관련 변동성을 모델링하는 데 핵심 자료를 제공한다.

ABSTRACT

The periodicity of 5.5 years for some observational events occurring in Eta Carinae manifests itself across a large wavelength range and has been associated with its binary nature. These events are supposed to occur when the binary components are close to periastron. To detect the previous periastron passage of Eta Car in 2003, we started an intensive, ground-based, optical, photometric observing campaign. We continued observing the object to monitor its photometric behavior and variability across the entire orbital cycle. Our observation program consisted of daily differential photometry from CCD images, which were acquired using a 0.8 m telescope and a standard BVRI filter set at La Plata Observatory. The photometry includes the central object and the surrounding Homunculus nebula. We present up-to-date results of our observing program, including homogeneous photometric data collected between 2003 and 2008. Our observations demonstrated that Eta Car has continued increasing in brightness at a constant rate since 1998. In 2006, it reached its brightest magnitude (V ~ 4.7) since about 1860s. The object then suddenly reverted its brightening trend, fading to V = 5.0 at the beginning of 2007, and has maintained a quite steady state since then. We continue the photometric monitoring of Eta Car in anticipation of the next "periastron passage", predicted to occur at the beginning of 2009.

연구 동기 및 목표

• 완전한 궤도 주기 동안 $\eta$ Carinae의 광도적 행동을 모니터링하여 장기적 변동성을 연구한다.
• 2003년 사건 이후 예상되는 2009년 근일점 통과 기간 동안의 옵티컬 광도곡선을 탐지하고 특성화한다.
• 이중성 시스템과 원형성 환경을 모델링하기 위한 균일하고 고정밀 광도계 데이터 세트를 제공한다.
• 광도 변화와 5.5년 주기 궤도 사이의 관계, 특히 근일점과 원일점 주변에서의 관계를 조사한다.
• Homunculus 성운이 다양한 광도계 필터에서 총 관측 플럭스에 기여하는 정도를 평가한다.

제안 방법

• 라 플라타 관측소의 0.8m 망원경에서 수행한 매일 상대 광도계 측정. 표준 $BVRI$ 필터 세트 사용.
• Photometrics STAR I CCD 카메라와 Thomson TH7883PS 칩을 사용하여 0.296 arcsec/pixel 해상도 확보.
• 일관된 개구 광도계 측정과 기준 항성(예: HDE303308)을 이용해 기구적 등급 추출.
• 2003년에서 2008년 사이의 광도곡선 제작. 가시성 제약으로 인해 관측 시기 간격 약 75일 간격.
• 역사적 자료(시각적, 사진, 전기광도계)와의 비교를 통해 장기 추세 추적.
• 스펙트럼 커버리지 확장을 위해 계속 및 계획 중인 관측에 $H\alpha$ 및 $U$-대역 필터 포함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 5.5년 주기 궤도 주기 동안 $\eta$ Carinae의 장기적 광도적 행동은 어떠한가?
• RQ2 2009년 예상 근일점 통과와 $\eta$ Carinae의 밝기 변화는 어떤 관련이 있는가?
• RQ3 2006년에 관측된 밝기 최고점의 성격은 무엇이며, 원일점과 관련이 있거나 초출발(슈퍼아웃버스트)과 관련된 것인가?
• RQ4 $BVRI$ 대역에서 총 관측 플럭스에 Homunculus 성운이 어느 정도 기여하는가?
• RQ5 관측된 광도계 강하 및 밝아짐 현상은 2022.7일 주기의 이중성 모델로 일관되게 설명될 수 있는가?

주요 결과

• 1998년 이후 모든 $BVRI$ 대역에서 지속적인 밝아짐 경향을 보였으며, 2006.35년에 $V \sim 4.7$로 최고점에 도달하여 1860년대 이후로 가장 밝아졌다.
• 2006.35년에 최고점에 도달한 후 $\eta$ Carinae는 감소를 시작하여 2007년 초에 $V \sim 5.0$로 흐려졌고, 이후 거의 일정한 밝기를 유지하고 있다.
• 2003.5년에 명확한 광도 최소값이 관측되었으며, 이는 X선 최소값 직후에 발생하여 5.5년 주기의 이중성 금성일식 모델을 지지한다.
• 광도곡선은 궤도 위상 $\phi \sim 0.5$ 근처에 넓은 최고점이 나타나며, 이는 원일점 관련 변동성 또는 S Doradus 유형의 출발과 이 시점에서 동시에 발생했을 가능성을 시사한다.
• 다음 옵티컬 광도계 강하 예측 시기는 2009년 1월 28일이며, 시작 시점은 이전 1~2개월 전부터 가능성이 있다.
• 2003년에서 2008년 사이의 균일한 $BVRI$ 광도곡선은 이중성 시스템과 그 환경을 모델링하는 데 핵심 자료를 제공한다.