[논문 리뷰] Searching for visual companions of close Cepheids. VLT/NACO lucky imaging of Y~Oph, FF~Aql, X~Sgr, W~Sgr and $η$~Aql

A. Gallenne, P. Kervella외 5명|Americanae (AECID Library)|2014. 06. 02.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 49인용 수 9

한 줄 요약

이 연구는 VLT/NACO 럭키 이미징를 사용하여 다섯 개인 고전적 펠리드(예: Y Oph, FF Aql, X Sgr, W Sgr, η Aql) 주위의 넓은 시각 이중성을 탐색하였으며, 0.2 arcsec 이상의 분리에서 대비 한계는 ΔH ≈ 5–8 mag, ΔKs ≈ 4–7 mag에 도달하였다. η Aql 주위에는 ρ = 654.7 ± 0.9 mas, PA = 92.8° 위치에 밝은 F형 이중성이 탐지되었으며, 적색보정된 H 등급은 9.34 ± 0.04 mag였다. 이 외에 시야 내 다른 이중성은 발견되지 않았다.

ABSTRACT

Aims: High-resolution imaging in several photometric bands can provide color and astrometric information of the wide-orbit component of Cepheid stars. Such measurements are needed to understand the age and evolution of pulsating stars. In addition, binary Cepheids have the potential to provide direct and model-independent distances and masses. Methods: We used the NAOS-CONICA adaptive optics instrument (NACO) in the near-infrared to perform a deep search for wide components around the classical Cepheids, Y~Oph, FF~Aql, X~Sgr, W~Sgr, and $η$~Aql, within a field of view (FoV) of $1.7" imes 1.7"$ ($3.4" imes 3.4"$ for $η$~Aql). Results: We were able to reach contrast $ΔH = 5$-8\,mag and $ΔK_\mathrm{s} = 4$-7\,mag in the radius range $r > 0.2"$, which enabled us to constrain the presence of wide companions. For Y~Oph, FF~Aql, X~Sgr, W~Sgr, and $η$~Aql at $r > 0.2"$, we ruled out the presence of companions with a spectral type that is earlier than a B7V, A9V, A9V, A1V, and G5V star, respectively. For $0.1"< r < 0.2"$, no companions earlier than O9V, B3V, B4V, B2V, and B2V star, respectively, are detected. A component is detected close to $η$~Aql at projected separation $ρ= 654.7 \pm 0.9$\,mas and a position angle $PA = 92.8 \pm 0.1^\circ$. We estimated its dereddened apparent magnitude to be $m_H^0 = 9.34 \pm 0.04$ and derived a spectral type that ranges between an F1V and F6V star. Additional photometric and astrometric measurements are necessary to better constrain this star and check its physical association to the $η$~Aql system.

연구 동기 및 목표

• 고각해상도 이미징을 통해 고전적 펠리드의 넓은 시각 이중성을 탐지하고자 하였다. 이중성은 모델에 의존하지 않는 거리 및 질량를 제공할 수 있다.
• 넓은 이중성의 천체측량 및 광도 측정을 통해 펠리드 별의 연령과 진화 역사를 더욱 엄밀히 제약 조건을 설정하고자 하였다.
• 적응 광학 이미징이 일반적으로 밝은 펠리드에 의해 가려져 있는 희미한, 뜨거운 주계열 이중성을 탐지하는 데 효과적인지 테스트하고자 하였다.
• 직접 궤도 측정을 통해 이중 펠리드가 정밀한 거리 및 질량 보정 기준으로 사용될 수 있는 잠재력을 탐구하고자 하였다.
• 이전에 스펙트럼 및 항성측량 측정에서 η Aql 주위에 탐지된 이중성 간의 모순을 해결하고자 하였다. 특히 자외선 스펙트럼에서 유래한 B9.8V 별과 새로 탐지된 F형 별 간의 비교를 포함한다.

제안 방법

• VLT의 NACO 적응 광학 장치를 사용하여 깊은 적외선 이미징을 수행하였으며, 럭키 이미징 모드로 여러 개의 광폭 및 좁폭 필터(H, Ks, NB1.64, NB2.17)를 사용하였다.
• 희미한 이중성을 감지하기 위해 기준 항성 제거 및 이미지 스택 기법을 적용하여 데이터를 보정하였다.
• 1.7′′×1.7′′(η Aql의 경우 3.4′′×3.4′′) 시야 내에서 천체측량 및 광도 분석을 수행하여 이중성을 탐지하고 특성화하였다.
• 각 분리에 따른 감도 한계를 계산하여 특정 스펙트럼 유형의 이중성을 배제할 수 있도록, magnitude 대비 대비(ΔH, ΔKs, ΔNB)를 계산하였다.
• 흡착 법칙에 기반한 적색보정 보정을 사용하여 탐지된 천체의 본질적 등급 및 스펙트럼 유형을 추정하였다.
• 물리적 연관성을 평가하기 위해 허블 우주 망원경, 자외선 스펙트럼, 스펙클 간섭측정 기록과 결과를 교차 검증하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 η Aql 주위에 탐지된 넓은 이중성의 성격과 스펙트럼 유형은 무엇이며, 이는 이전 자외선 스펙트럼 측정 결과와 어떻게 비교되는가?
• RQ2 0.2 arcsec 이상의 분리에서 고전적 펠리드 주위의 이중성 탐지에 대한 대비 한계는 무엇이며, 어떤 스펙트럼 유형은 배제될 수 있는가?
• RQ3 반경속도나 간섭측정 기법이 넓은 분리로 인해 놓친 이중성을 적응 광학 이미징이 탐지할 수 있는가?
• RQ4 η Aql 주위에 탐지된 F형 이중성은 실제로 펠리드 시스템과 물리적으로 연관되어 있는가? 이를 확인하기 위해 추가로 필요한 관측은 무엇인가?
• RQ5 감도 한계는 필터와 분리에 따라 어떻게 변화하는가? 향후 VLT/SPHERE나 Gemini/GPI와 같은 기기들을 위한 설문 조사에 대한 함의는 무엇인가?

주요 결과

• η Aql 주위에 ρ = 654.7 ± 0.9 mas, PA = 92.8° 위치에 이중성이 탐지되었으며, 적색보정된 H 등급은 9.34 ± 0.04 mag였다.
• 이중성의 스펙트럼 유형은 F1V에서 F6V 사이로 제약되며, 이는 이전 자외선 스펙트럼에서 유추된 B9.8V 별과 일치하지 않는다.
• Y Oph, FF Aql, X Sgr, W Sgr, η Aql의 시야 내에서 0.2 arcsec 이상의 분리에서 다른 이중성은 탐지되지 않았다.
• r > 0.2 arcsec 범위에서, B7V 이르기 이른 스펙트럼 유형의 이중성은 Y Oph, A9V(FF Aql), A9V(X Sgr), A1V(W Sgr), G5V(η Aql)를 제외하고 배제된다.
• 0.1 arcsec < r < 0.2 arcsec 범위에서, O9V(예: Y Oph), B3V(FF Aql), B4V(X Sgr), B2V(W Sgr), B2V(η Aql) 이르기 이른 스펙트럼 유형의 이중성은 배제된다.
• η Aql 주위의 탐지된 이중성은 좁폭 필터에서 7σ, H 필터에서 3σ, Ks 필터에서는 거의 감지되지 않아 근적외선 영역에서 유의미한 복사율 초과를 나타낸다.