[논문 리뷰] Peculiar Red Nova V838 Mon: Accretion and Interaction in a Wide Binary System after Explosion of Its Companion

V. P. Goranskij, Α. V. Zharova외 3명|ArXiv.org|2008. 10. 10.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 1인용 수 3

한 줄 요약

논문은 2002년 폭발 이후 붕괴하는 물질이 B3V 형성 주변에 일시적인 고도로 기울인 순환 원반을 형성하면서 2006년 V838 Mon에서 발생한 일식 유사 현상이 발생했다고 제안한다. 2007년 이후 B3V 형성이 사라진 것은 확장되는 냉각 잔여물에 흠뻑 빠진 결과이며, 지속적인 [FeII] 발광과 광학적 적색 초과 증가로 인해 새로운 두꺼운 순환 원반이 가열되고 있음을 증거로 한다.

ABSTRACT

We report the results of recent multicolor photometry and medium resolution spectroscopy of V838 Mon taken in 2007-2008. In the eclipse-like event in December 2006, the hot B3V type companion disappeared. The event accompanied by strengthening emission [FeII]/FeII lines in the spectra. We explain this event as the formation of temporal short-lived accretion disc around the hot companion. Later, in February 2007 the hot star reappeared in its full brightness, but disappeared again for a long time since September 2007. This is the engulf of B3V companion by expanding remnant of 2002 outburst. We assume that the thick accretion disc has formed around B type companion which is moving now inside the envelope of the cool star. There is some evidence of heating this disc and/or cool star envelope. We estimated the radius of expanding cool remnant in December, 2006 of about 150 A.U. or 30000 solar radii.

연구 동기 및 목표

• 2006년 V838 Mon에서 B3V 형성이 시각 스펙트럼에서 일시적으로 사라진 현상을 설명하기 위해.
• 2006년 사건 동안 관측된 강력한 [FeII]/FeII 발광선의 기원을 규명하고 순환 과정에 대한 함의를 조사하기 위해.
• B3V 형성이 먼지 구름, 일시적인 원반, 또는 확장되는 냉각 잔여물에 의해 일시적으로 가림을 입었는지 확인하기 위해.
• 2002년 폭발 이후의 장기적 진화, 특히 뜨거운 형성과 냉각된 별의 막대 간의 상호작용을 평가하기 위해.
• 2004년에서 2008년 사이의 광학적 및 스펙트럼적 진화를 모델링하여 순환 기구의 형성과 소멸 과정을 집중적으로 분석하기 위해.

제안 방법

• 2004년에서 2008년 사이에 1m Zeiss 반사망원경(사진학회)과 60cm Zeiss 반사망원경을 사용하여 UBVR_C I_C 필터에서 다색 광도 측정을 실시하여 빛의 강도 변화를 추적하였다.
• 중간 해상도 스펙트럼(13 Å 해상도)을 6m BTA 망원경을 사용하여 획득하여 가시광선 스펙트럼의 발광 및 흡수 특징을 분석하였다.
• 전체 스펙트럼 에너지 분포(SEDs)를 구성하여 폭발 이전 이중성 시스템, 폭발 이후 잔여물, 그리고 2006~2008년 기간 동안 변화하는 시스템을 비교하였다.
• 고해상도 적외선 CO 밴드 측정에서 유도된 145 km/s의 팽창 속도(Geballe 등, 2007)를 사용하여 2006년 12월 기준 냉각 잔여물의 반경을 약 30,000 R⊙로 추정하였다.
• 원형 궤도를 가정하고 간격을 150 AU로 설정하여 궤도 파rameters를 추정하였으며, 궤도 주기는 약 500년, 속도는 약 10 km/s로 도출되었다.
• 금속 이온 FeII의 금지선과 발마르 발광의 존재는 B3V 별 주변에 일시적이거나 지속적인 순환 원반이 존재하는 이온화 기체의 증거로 해석되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2006년 V838 Mon에서 B3V 형성이 시각 스펙트럼에서 사라진 일식 유사 현상의 원인은 무엇인가?
• RQ2 2006년 사건 기간 동안 관측된 강력한 [FeII]/FeII 발광선의 기원은 무엇이며, 이는 순환 과정에 대해 어떤 정보를 제공하는가?
• RQ3 왜 B3V 형성은 2007년 2월에 다시 나타났지만, 9월 이후로 다시 사라졌는가?
• RQ4 B3V 형성과 확장되는 냉각 잔여물 간의 상호작용은 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는가? 특히 순환 원반 형성과 가열 과정을 중심으로 설명하라.
• RQ5 2006년 후반에서 2008년 사이에 관측된 광학적 적색 초과 증가는 무엇을 의미하며, 이는 순환 원반의 진화와 어떻게 관련되어 있는가?

주요 결과

• 2006년 일식 유사 현상은 U 대역에서 1.7 mag 감소하고 지속 기간이 70일인 것으로 나타나, 지구의 시선 방향에서 B3V 형성을 가리키는 일시적이고 고도로 기울인 순환 원반이 원인임을 규명하였다.
• 2007년 2월에 B3V 형성이 재등장하여 원반이 소멸되었음을 시사했지만, 2007년 9월 이후 다시 사라졌으며, 이는 냉각 잔여물에 흠뻑 빠졌음을 의미한다.
• 2006년 12월 기준 냉각 잔여물의 반경은 CO 밴드 측정에서 유도된 145 km/s의 팽창 속도를 바탕으로 약 30,000 R⊙로 추정되었다.
• 2007년 2월의 스펙트럼 관측에서는 강력한 [FeII], FeII, Hβ 발광선이 관측되었지만, 2008년 2월에는 이 선들이 10배 이상 약해져 순환 원반이 점점 흐려지고 있음을 시사한다.
• 2008년 스펙트럼에서는 약한 파란 연속 스펙트럼과 넓은 발마르 흡수선이 관측되어, 내부가 빈 공간이 있는 안개 같은 이온화된 껍질을 통해 본 B3V 별의 모습을 반영하고 있음을 나타낸다.
• 2006년 후반부터 증가하는 적색 초과는 B3V 별 주변에 새로운 두꺼운 순환 원반이 형성되면서 가열되고 있음을 설명하며, 이는 냉각 잔여물의 막대 내부로 이동하면서 발생한 것으로 해석된다.