[논문 리뷰] Optical and near infrared observations of V1647 Ori and McNeil's Nebula in February-April 2004

M. Kun, J. A. Acosta‐Pulido외 8명|arXiv (Cornell University)|2004. 08. 24.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 1

한 줄 요약

논문은 빛의 곡선, 스펙트럼 에너지 분포(SpE), 그리고 분광학적 특징을 바탕으로 V1647 Ori가 EXor가 아니라 FU Orionis 유형의 별임을 제안한다. 네뷸라의 조명과 밝기 변화는 먼지 제거가 아니라 중심 항성의 급격한 빛의 세기 증가 때문이며, 기하학적 제약 조건에 따르면 네뷸라 축과 시야선 사이의 경사각은 60°이다.

ABSTRACT

We combine our photometric and near infrared spectroscopic observations of the outburst star V1647 Ori with published data in order to make inferences on the geometry of the object and the nature of the eruption. The main results are as follows: (1) Our photometric results do not indicate systematic fading of the star. (2) Assuming a spectral type A0 the R-I_c colour index of the star yields a reddening A_V~8.4mag. (3) The time delay between the brightness variations of the star and two nebular positions corresponds to an angle of 60 deg between the axis of the nebula and the line of sight. (4) Comparison of the K_s and R_c images of the nebula shows that H22A consists of two physically different knots: the southern is a part of the nebula, while the northern one, outside of the nebula, exhibits H_2 emission. (5) The J-H and H-K_s colour maps of the infrared nebula reveal a flattened envelope whose main axis is perpendicular to the axis of the optical nebula. (6) To explain the lack of shock signatures in the spectrum of V1647 Ori, we propose that, instead of dust removal from the line of sight, the appearance of a hot source accounts for both the illumination of the nebula and the colour and brightness variations of the star. (7) No clear evidence of magnetospheric accretion, characteristic of EXors, can be identified in the spectrum of the star. On the contrary, several features characteristic of FUors do appear. The light curve, SED and spectroscopic properties suggest that V1647 Ori is an FU Ori type star.

연구 동기 및 목표

• 광학 및 적외선 관측 데이터를 분석하여 2004년 V1647 Ori의 폭발의 본질을 규명하는 것.
• 네뷸라의 기하학적 구조와 폭발원과의 시야 방향 관계를 조사하는 것.
• 스펙트럼 및 광도적 특징을 바탕으로 폭발이 EXor 또는 FU Orionis 유형의 행동과 일치하는지 평가하는 것.
• 스펙트럼에서 충격 특징과 자기장권 축적 특징이 존재하는지 여부를 검토하는 것.
• 네뷸라 조명과 항성 밝기 변화의 물리적 메커니즘을 명확히 하는 것.

제안 방법

• 밝기 및 색상 변화를 분석하기 위해 R 및 I_c 대역의 병합 광도 관측과 K_s 대역의 근적외선 스펙트로스코피를 수행한 것.
• 스펙트럼형 A0를 가정하여 색색인수(R-I_c)를 사용해 시각적 투명도 감소(A_V ~8.4 mag)를 추정한 것.
• 항성과 두 개의 네뷸라 위치 사이의 밝기 변화 간의 시간 지연을 측정하여 네뷸라 축과 시야선 사이의 각도(60°)를 유추한 것.
• K_s 및 R_c 이미지와 J-H 및 H-K_s 색상 맵을 비교하여 네뷸라가 아닌 H2 방출을 보이는 점들을 구분한 것.
• 편평한 환경의 구조를 추론하기 위해 적외선 색상 맵을 분석한 것. 이 환경은 광학 네뷸라 축에 수직이다.
• 충격 특징과 자기장권 축적 라인의 부재를 평가하여 EXor 유사 축적 과정을 배제한 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2004년 V1647 Ori의 폭발은 FU Orionis 유형의 행동과 일치하는가, 아니면 EXor 유형의 축적과 일치하는가?
• RQ2 밝기 변화의 시간 지연을 바탕으로 네뷸라 축과 시야선 사이의 기울기 각도는 얼마인가?
• RQ3 북부 고리에서 관측된 H2 방출은 주 네뷸라와 물리적으로 연관되어 있는가, 아니면 별개의 구조인가?
• RQ4 스펙트럼에서 충격 서명의 부재는 먼지 제거가 아니라 빛의 세기 증가에 기인한 폭발을 지지하는가?
• RQ5 적외선 색상 맵을 통해 드러난 순환주변 환경의 기하학적 구조는 무엇인가?

주요 결과

• 광도 모니터링 결과 폭발 기간 동안 V1647 Ori의 체계적 퇄색이 관측되지 않아 빛의 세기 증가가 안정적임을 나타낸다.
• R-I_c 색색인수는 A_V ~8.4 mag의 시각적 투명도 감소를 암시하며, 상당한 붉어짐과 일치한다.
• 항성과 두 개의 네뷸라 위치 사이의 시간 지연은 네뷸라 축과 시야선 사이의 각도가 60°임을 나타낸다.
• H22A의 북부 고리는 주 네뷸라 외부에 위치하며 H2 방출을 보이므로 별개의 물리적으로 구분되는 구조임을 시사한다.
• J-H 및 H-K_s 색상 맵은 광학 네뷸라 축에 수직인 주축을 가진 편평한 환경을 드러낸다.
• 자기장권 축적 특징의 부재와 FUor 유사 스펙트럼 특징의 존재는 V1647 Ori가 FU Orionis 유형의 별로 분류되는 데에 기여한다.