[논문 리뷰] Newly discovered active binaries in the RasTyc sample of stellar X-ray sources

A. Frasca, P. Guillout외 3명|arXiv (Cornell University)|2006. 10. 19.

Astronomical Observations and Instrumentation참고 문헌 2인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 라스트릭 X선 소스 샘플 내에서 광학 분광법과 보정을 이용하여 여섯 개의 새로운 저형성 활성 이중성 항성의 발견과 특성 분석을 제시한다. 도시 속도 곡선, Hα 에미션, 리튬 농도를 분석함으로써 저자들은 강한 크로모스피어 활성도, 궤도 동기화, 변동하는 Hα 프로파일을 확인하였으며, 이 시스템들이 리튬 농도로부터 추정된 연령을 바탕으로 RS CVn 또는 BY Dra 변수로 식별된다.

ABSTRACT

We present preliminary results of follow-up optical observations, both photometric and spectroscopic, of stellar X-ray sources, selected from the cross-correlation of ROSAT All-Sky Survey (RASS) and TYCHO catalogues. Spectra were acquired with the Elodie spectrograph at the 193-cm telescope of the Haute Provence Observatory (OHP) and with the REOSC echelle spectrograph at the 91-cm telescope of the Catania Astrophysical Observatory (OAC), while UBV photometry was made at OAC with the same telescope. In this work, we report on the discovery of six late-type binaries, for which we have obtained good radial velocity curves and solved for their orbits. Thanks to the OHP and OAC spectra, we have also made a spectral classification of single-lined binaries and we could give first estimates of the spectral types of the double-lined binaries. Filled-in or pure emission H-alpha profiles, indicative of moderate or high level of chromospheric activity, have been observed. We have also detected, in near all the systems, a photometric modulation ascribable to photospheric surface inhomogeneities which is correlated with the orbital period, suggesting a synchronization between rotational and orbital periods. For some systems has been also detected a variation of H-alpha line intensity, with a possible phase-dependent behavior.

연구 동기 및 목표

• 라스트릭 샘플 내 항성 X선 소스의 성격과 특성을 규명하는 것, 특히 활성 이중성에 초점을 맞추는 것.
• 새로 식별된 이중성에 대한 궤도 해법, 스펙트럼 유형, 그리고 회전 속도를 결정하는 것.
• Hα 에미션 프로파일과 리튬 농도(Li I λ6708)를 이용한 크로모스피어 활성도 수준 평가 및 연령 추정.
• 광학적 변동성과 궤도 주기 간의 상관관계를 조사하여 자전-궤도 동기화를 나타내는 것.
• 싱글라인 및 듀얼라인 분광 이중성의 분류 및 기본 매개변수 추정

제안 방법

• 분광 관측은 OHP의 193cm 천체망원경에 장착된 에클레 스펙트로그래프(ÉLODIE)와 OAC의 91cm 천체망원경에 장착된 REOSC 에클레 스펙트로그래프를 이용하여 수행되었다.
• 관측 스펙트럼를 기준 항성 템플릿과의 교차상관함수(CCFs)를 통해 도시 속도 곡선를 유도하였으며, 이는 궤도 해법 결정에 기여하였다.
• 스펙트럼 분류는 ROTFIT 코드를 사용한 회전으로 인한 넓이 확산에 의한 매칭을 통해 수행되었으며, 타겟 스펙트럼을 ÉLODIE 아카이브의 표준 항성과 OAC 데이터와 비교하였다.
• UBV 시스템에서의 광학 모니터링은 OAC에서 수행되어 표면 비균일성과 궤도 조절 변동성과 연관된 변동성을 탐지하였다.
• Hα 에미션 프로파일은 비활성 항성의 회전으로 넓어진 스펙트럼에서 생성된 비활성 템플릿을 이용하여 분석되었으며, 크로모스피어 활성도 탐지에 기여하였다.
• 리튬 등가 폭(EW_Li)은 ÉLODIE 스펙트럼에서 측정되었으며, NLTE 계산(Pavlenko 1996)을 통해 log N(Li)로 변환되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 라스트릭 샘플 내에서 새로 발견된 활성 이중성의 궤도 해법과 기본 매개변수는 무엇인가?
• RQ2 이 이중성에서 Hα 에미션을 통해 추적된 크로모스피어 활성도는 궤도 위상에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ3 광학적 조절에 의해 나타나는 자전과 궤도 주기의 동기화 정도는 어떠한가?
• RQ4 이 항성들의 리튬 농도는 무엇이며, 이는 그들의 연령과 진화 상태에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ5 이 샘플 내에서 싱글라인 및 듀얼라인 분광 이중성에 대해 스펙트럼 분류와 v sin i 측정이 신뢰성 있게 수행될 수 있는가?

주요 결과

• 여섯 개의 새로운 저형성 활성 이중성이 식별되었으며, 궤도 주기는 1.75일에서 36.2일 사이로, 주로 주계열 및 진화된 성분을 포함한다.
• 모든 시스템에서 궤도 주기와 관련된 광학적 조절이 관측되어 자전-궤도 동기화와 표면 비균일성을 나타낸다.
• Hα 에미션 프로파일은 크게 다르게 나타났다: HD 183957은 약한 채움만을 보였고, 215940과 072133는 강한 이중피크 또는 복잡한 에미션 특징을 보여 높은 크로모스피어 활성도를 시사한다.
• DF Cam과 RasTyc 221428의 Hα 선 강도는 궤도 위상에 따라 변동하며, 위상 의존적 활성도 또는 망원경의 변화를 시사한다.
• 세 개의 항성에서 리튬 농도(log N(Li))를 측정하여 1.3에서 1.8 사이의 값을 얻었으며, 이는 젊은 항성 집단과 일치한다.
• 투영 회전 속도(v sin i)는 HD 183957의 4 km/s에서 DF Cam의 35 km/s 사이로 변동하였으며, 가장 낮은 활성도는 가장 느린 자전을 보이는 천체에서 관측되었다.