[논문 리뷰] Multiwavelength optical observations of chromospherically active binary systems. I. Simultaneous H{alpha}, NaI D{1}, D{2}, and HeI D{3} observations

D. Montes, M. J. Fernández-Figueroa외 2명|ArXiv.org|1997. 02. 14.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 55

한 줄 요약

이 연구는 18개의 크로모스피어적으로 활성인 쌍성계에 대해 동시 다중 파장 광학 스펙트로스코피를 수행하였으며, 스펙트럼 차감을 통해 Hα, Na I D1/D2, He I D3 선에서 크로모스피어 에미션을 분리하였다. 플레어 기간 동안 넓은 Hα 날개와 He I D3 에미션은 마이크로플레어 및 크로모스피어 활동의 지표로 규명되었으며, 특히 매우 활성적인 시스템에서 Na I D1/D2 핵의 메우림 현상은 새로운 크로모스피어 활동 지표로 확인되었다.

ABSTRACT

This is the first paper of a series aimed at studying the chromosphere of active binary systems using the information provided for several optical spectroscopic features. Simultaneous H{alpha}, Na I D{1}, D{2}, and He I D{3} spectroscopic observations are reported here for 18 systems. The chromospheric contribution in these lines have been determined using the spectral subtraction technique. Very broad wings have been found in the subtracted H{alpha} profile of some of the more active stars. These profiles are well matched using a two-components Gaussian fit (narrow and broad) and the broad component could be interpreted as arising from microflaring. Prominence-like extended material have been detected in a near-eclipse H{alpha} observation of the system AR Lac. The excess emission found in the Na I D{1} and D{2} lines by application of the spectral subtraction technique and the behaviour of the H{alpha} line in the corresponding simultaneous observations indicate that the filling-in of the core of these lines is a chromospheric activity indicator. For giant stars of the sample the He I D{3} line has been detected in absorption in the subtracted spectra. An optical flare has been detected in UX Ari and II Peg through the presence of the He I D{3} in emission in coincidence with the enhancement of the H{alpha} emission.

연구 동기 및 목표

• 동시 다중 파장 스펙트로스코피를 이용해 18개의 크로모스피어적으로 활성인 쌍성계의 크로모스피어 활동을 조사하기 위해.
• 스펙트럼 차감을 통해 Hα, Na I D1/D2, He I D3 선에서의 크로모스피어 기여도를 규명하기 위해.
• 특히 Hα와의 비교를 통해 Na I D1/D2 및 He I D3 선의 크로모스피어 활동 지표로서의 진단 잠재력을 평가하기 위해.
• 근접 일식 시스템에서 근접 일식 근처 Hα 관측을 통해 프로미네인스 유사 확장 크로모스피어 구조를 탐지하기 위해.
• 동시 Hα 및 He I D3 에미션을 통해 플레어 사건을 탐지하고, He I D3 가 플레어 지표로 신뢰할 수 있는지 검증하기 위해.

제안 방법

• Hα, Na I D1/D2, He I D3 영역에서 18개의 활성 쌍성계에 대해 동시 고해상도 스펙트로스코피를 확보하였다.
• 스펙트럼 차감 기법을 적용: 비활성 별 템플릿으로부터 합성된 광합성 스펙트럼을 빼내어 크로모스피어 에미션 성분을 분리하였다.
• 자기장 폭발, 라디얼 속도 이동, 등급 분류 일치를 이용해 각 쌍성 성분에 대한 정확한 광합성 템플릿을 구축하였다.
• 차감된 Hα 프로파일을 두 개의 성분으로 구성된 가우시안(좁은 + 넓은)으로 피팅하여 마이크로플레어 기여도를 정량화하였다.
• AR Lac에서 궤도 위상 의존성 Hα 프로파일을 분석하여, 극단적 흡수 초과를 통해 극지부에 부착된 확장된 물질을 탐지하였다.
• UX Ari 및 II Peg에서 Hα와 함께 He I D3 행동을 모니터링하여 플레어 징후를 탐지하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 차감된 Hα 프로파일에서 넓은 날개는 매우 활성적인 별에서 마이크로플레어로 기인하는가?
• RQ2 Na I D1/D2 선에서 Hα 초과와 상관관계를 보이는 크로모스피어 에미션의 핵 메우림 현상이 관찰되는가?
• RQ3 He I D3 에미션은 저온성 별에서 광학 플레어의 신뢰할 수 있는 지표인가?
• RQ4 근접 일식 Hα 관측을 통해 프로미네인스 유사 확장 크로모스피어 구조를 탐지할 수 있는가?
• RQ5 다양한 활성 수준에서 활성 쌍성계의 Hα, Na I D1/D2, He I D3 에서의 크로모스피어 에미션은 어떻게 상관되는가?

주요 결과

• 가장 활성적인 별의 Hα 프로파일은 넓은 날개를 보이며, 이는 두 성분의 가우시안(좁은 + 넓은)으로 가장 잘 맞추어지며, 활성 수준이 높아질수록 넓은 성분의 기여도가 증가하여 마이크로플레어로 해석된다.
• AR Lac에서 근접 일식 Hα 관측을 통해 뜨거운 별의 고정 파장에서 초과 흡수를 관측하여, 차가운 별의 극지부를 떠도는 프로미네인스 유사 확장 크로모스피어 물질 존재를 확인하였다.
• UX Ari 및 II Peg에서 동일한 시기의 He I D3 에미션과 강화된 Hα 에미션을 통해 광학 플레어를 탐지하였으며, He I D3 가 플레어 지표로 신뢰할 수 있음을 확인하였다.
• He I D3 는 플레어 기간 동안에만 에미션 상태로 관측되었고, 거대 별에서는 흡수 상태로 관측되어 활성 상태에 따라 이중적 행동를 보임을 확인하였다.
• Na I D1/D2 핵이 크로모스피어 에미션에 의해 메워지는 현상은 오직 Hα 가 에미션 상태인 가장 활성적인 별들에서만 관측되었으며, 이는 핵의 메우림 현상이 새로운 크로모스피어 활동 지표로 기능함을 확인한다.
• Hα 초과가 약하거나 없었던 별들(예: BD Cet, AY Cet, KT Peg)은 Na I D1/D2 에서도 탐지 가능한 초과 에미션을 보이지 않아, Hα 와 Na I 선 간의 활성 수준 상관관계를 확인하였다.