[논문 리뷰] Multiplicity among peculiar A stars I. The Ap stars HD 8441 and HD 137909, and the Am stars HD 43478 and HD 96391

P. North, JM Carquillat외 3명|ArXiv.org|1997. 12. 02.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 15

한 줄 요약

이 연구는 CORAVEL 및 히파르코스 자료를 사용하여 네 개의 특이한 A형 항성—HD 8441, HD 137909(β CrB), HD 43478, HD 96391—의 도전 속도 조사 결과를 보고한다. 이 중 HD 8441은 장기 주기의 제3성분을 지닌 삼중성계로 확인되었고, HD 43478는 광학적 및 분광적 분석을 통해 정밀한 질량을 결정하였다. 주요 기여는 궤도 요소와 질량 추정치의 향상이며, 특히 Eclipse를 보이는 HD 43478의 경우 Eclipse와 히파르코스 지름을 통해 개별 질량을 1% 정확도로 결정하였다.

ABSTRACT

We present the first results of a radial-velocity survey of cool Ap and Am stars. HD 8441 is not only a double system with P = 106.357 days, but is a triple one, the third companion having an orbital period larger than 5000 days. Improved orbital elements are given for the classical Ap star HD 137909 = beta CrB by combining our radial velocities with published ones. We yield new orbital elements of the two Am, SB2 binaries HD 43478 and HD 96391. Good estimates of the individual masses of the components of HD 43478 can be given thanks to the eclipses of this system, for which an approximate photometric solution is also proposed.

연구 동기 및 목표

• 냉각된 Ap 및 Am 항성의 다중성에 대해 조사하며, 특히 이중성 또는 다중성계를 나타내는 도전 속도 변화를 중심으로 다룬다.
• 균일한 도전 속도 데이터를 사용하여 특이한 A형 항성 중 알려진 분광 이중성계의 궤도 요소를 향상시킨다.
• 광학적 해법과 히파르코스 지름을 이용해 Eclipse를 보이는 Am 이중성계의 개별 항성 질량을 결정한다.
• 이중성의 역할이 Ap 및 Am 항성의 형성과 진화 과정에서 어떤지를 평가하며, 특히 자전 동기화와 진화 상태와의 관련성을 고려한다.

제안 방법

• 냉각된 금속 농도가 높은 A형 항성에 최적화된 Observatoire de Haute-Provence 및 Jungfraujoch 소재 CORAVEL 분광계를 사용하여 도전 속도를 측정하였다.
• 시간에 따른 도전 속도 곡선에 궤도 요소를 피팅하여 궤도 요소를 유도하였으며, 새로운 데이터와 기존 데이터를 융합하여 HD 137909의 개선된 해법을 도출하였다.
• HD 43478의 경우, 스트로마르크 광학 측정에서의 얕은 Eclipse를 기반으로 광학적 해법을 수립하여 반지름과 밝기를 추정하였다.
• 항성 질량은 히파르코스 지름을 이용해 절대 등급과 밝기를 유도하고, 질량 함수로부터 유도된 궤도 기울기 추정치와 결합하여 계산하였다.
• 효과 온도와 표면 중력은 스트로마르크 광학 측정과 Moon & Dworetsky(1985) 및 Mermilliod 등(1997)의 보정법을 사용하여 추정하였다.
• 자전 동기화 여부는 동기화된 자전을 전제로 예측된 vsini 값과 관측된 vsini 값을 비교하여 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 HD 8441은 삼중성계인가? 특히 장기 주기의 제3성분의 궤도 매개변수는 무엇인가?
• RQ2 새로운 및 기존의 도전 속도 데이터를 융합하여 고전적인 Ap 항성인 β CrB(HD 137909)의 개선된 궤도 요소를 유도할 수 있는가?
• RQ3 Eclipse를 보이는 Am 이중성계 HD 43478의 구성 성분들의 개별 질량은 무엇이며, 얼마나 정밀하게 결정될 수 있는가?
• RQ4 HD 43478의 궤도 기울기는 Eclipse 행동과 일치하는가? 시스템은 자전 동기화의 증거를 보이는가?
• RQ5 HD 43478와 HD 96391의 구성 성분들의 진화 상태는 무엇이며, 이들의 질량과 반지름은 이론적 등수선과 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• HD 8441은 도전 속도 잔차에 나타나는 장기적 경향을 바탕으로, 짧은 주기 이중성(P = 106.357 ± 0.009일)과 5000일 이상의 주기를 지닌 제3성분을 지닌 삼중성계로 확인되었다.
• 새로운 CORAVEL 데이터와 기존의 스펙클 데이터를 융합하여 β CrB(HD 137909)의 개선된 궤도 요소를 도출하였으며, 궤도 매개변수의 정밀도가 향상되었다.
• HD 43478의 경우, Eclipse의 밝기 곡선과 히파르코스 지름을 이용해 개별 질량을 1% 정확도로 결정하였다: M₁ = 1.85 M☉, M₂ = 1.73 M☉.
• HD 43478 시스템은 동기화되어 있을 가능성이 높으며, 관측된 vsini 값(19–22 km s⁻¹)이 반지름과 궤도 주기 추정치로부터 예측된 값(25 km s⁻¹)과 일치한다.
• HD 43478의 궤도 기울기는 i ≈ 66°로 추정되었으며, 이는 Eclipse를 일으키지 못함을 의미한다. 시스템은 주계열 수명의 말단에 위치해 있으며, log t ≈ 9.1로 추정된다.
• HD 96391의 경우 양호한 질량 비율을 확보하였고, 히파르코스 지름을 이용해 독립적으로 궤도 기울기를 추정하여 시스템의 진화된 성질을 확인하였다.