[논문 리뷰] Multiplicity among chemically peculiar stars II. Cool magnetic Ap stars

F. Carrier, P. North외 2명|ArXiv.org|2002. 08. 05.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 66인용 수 64

한 줄 요약

이 연구는 냉각된 자기적 Ap 항성들 중에서 16개의 새로운 궤도 해법을 제시하며, 이 중 4개는 이중성 스펙트로스코픽 이중성(SB2) 시스템을 포함한다. Ap 이중성의 질량 비율 분포는 정상적인 G형 주계열 항성과 통계적으로 구별되지 않으며, 이는 이중성의 질량 비율 선택에 특별한 편향이 없음을 시사한다. 그러나 Ap 이중성들은 3일 미만의 궤도 주기를 가진 시스템이 전혀 없이, 명백한 궤도 주기 결손을 보이며, 이는 자기장과 느린 회전과 관련된 Ap 항성 전용의 형성 또는 진화 메커니즘이 이중성 구성에 제한을 가한다는 것을 시사한다.

ABSTRACT

We present new orbits for sixteen Ap spectroscopic binaries, four of which might in fact be Am stars, and give their orbital elements. Four of them are SB2 systems: HD 5550, HD 22128, HD 56495 and HD 98088. The twelve other stars are : HD 9996, HD 12288, HD 40711, HD 54908, HD 65339, HD 73709, HD 105680, HD 138426, HD 184471, HD 188854, HD 200405 and HD 216533. Rough estimates of the individual masses of the components of HD 65339 (53 Cam) are given, combining our radial velocities with the results of speckle interferometry and with Hipparcos parallaxes. Considering the mass functions of 74 spectroscopic binaries from this work and from the literature, we conclude that the distribution of the mass ratio is the same for cool Ap stars as for normal G dwarfs. Therefore, the only differences between binaries with normal stars and those hosting an Ap star lie in the period distribution: except for the case of HD 200405, all orbital periods are longer than (or equal to) 3 days. A consequence of this peculiar distribution is a deficit of null eccentricities. There is no indication that the secondary has a special nature, like e.g. a white dwarf.

연구 동기 및 목표

• 반사속도 모니터링을 통해 냉각된 자기적 Ap 항성의 이중성 빈도와 궤도 파rameters를 결정하기 위해.
• Ap 항성의 강력한 자기장과 느린 회전이 정상 항성과 비교하여 이중성 빈도나 궤도 특성에 영향을 미치는지 조사하기 위해.
• Ap 항성이 조밀한 주기의 이중성에서 배제되는 것은 tidal 동기화와 화학적 특이성의 회전 억제 때문이라는 가설을 검증하기 위해.
• 기존 데이터와의 비교를 통한 반사속도 분석을 통해 모호한 시스템들(예: HD 200405, HD 196133, HD 201601)의 성격을 명확히 하기 위해.
• 궤도 질량 함수를 바탕으로 Ap 이중성의 보조 성분이 흑색왜성 또는 기타 기이한 천체일 가능성이 있는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 저연도 및 느리게 도는 항성에 최적화된 Observatoire de Haute-Provence의 CORAVEL 스펙트로그래프를 사용하여 반사속도 측정을 수행하였다.
• 반사속도 곡선을 적합하여 궤도 주기, 이심률 및 속도 진폭을 결정하기 위해 ORBIT 코드를 사용하여 궤도 요소를 유도하였다.
• 선택된 시스템에 대해 반사속도 진폭과 궤도 주기를 기반으로 질량 함수를 계산하였으며, 이는 성분 질량의 추정에 기여하였다.
• 스펙클 간섭계와 Hipparcos 별거리를 반사속도 데이터와 융합하여 HD 65339의 개별 성분 질량을 추정하였다.
• Geneva 및 Maitzen 시스템의 광도 데이터를 활용하여 스펙트럼 특이성과 광도 변동성을 확인하기 위한 교차 검증을 수행하였다.
• 이 연구의 데이터와 문헌 자료를 바탕으로 Ap 이중성와 정상 G형 주계열 항성 간의 질량 비율 분포를 통계적으로 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 냉각된 자기적 Ap 항성들 사이에서 스펙트로스코픽 이중성의 빈도와 궤도 분포는 정상 주계열 항성과 비교하여 어떠한가?
• RQ2 Ap 항성들이 짧은 주기의 이중성에서 선호적으로 배제되는가? 만약 그렇다면, 이는 tidal 동기화 때문인가, 아니면 본질적인 형성 제약 때문인가?
• RQ3 Ap 이중성의 보조 성분이 질량 함수 분석에 따라 흑색왜성 또는 기타 밀도 높은 천체일 가능성이 있는가?
• RQ4 의심스러운 Ap 항성들(예: HD 196133, HD 201601)의 반사속도 변화는 표면의 비균일성 또는 이중성과 어떻게 관련되는가?
• RQ5 Ap 이중성의 질량 비율 분포는 정상 G형 주계열 항성과 통계적으로 일치하는가? 이는 유사한 형성 경로를 반영하는가?

주요 결과

• 냉각된 자기적 Ap 항성들에 대해 16개의 새로운 스펙트로스코픽 이중성 궤도가 결정되었으며, 이 중 4개는 SB2 시스템으로, HD 5550, HD 22128, HD 56495, HD 98088이 포함되었다.
• Ap 이중성의 질량 비율 분포는 정상 G형 주계열 항성과 통계적으로 구별되지 않으며, 이는 질량 비율 선택에 특별한 편향이 없음을 시사한다.
• 모든 Ap 이중성은 궤도 주기가 ≥3일이며, 이는 이 주기 이하의 시스템이 전혀 발견되지 않았음을 의미하며, 강력한 주기 결손이 있음을 시사한다.
• 짧은 주기 이중성의 부재는 보조 성분이 흑색왜성일 가능성 때문이 아니며, 질량 함수 분석에서 이러한 밀도 높은 동반성의 증거는 발견되지 않았다.
• HD 65339의 경우 반사속도, 스펙클 간섭계 및 Hipparcos 별거리를 통합하여 주성의 질량을 약 1.5 M☉로 추정하였다.
• 거의 원형 궤도(이심률이 0인 궤도)의 결핍이 관측되었으며, 이는 궤도 주기 분포와 일치하며 Ap 이중성의 천체역학적 또는 형성 제약을 시사한다.