[논문 리뷰] The Long Secondary Period (LSP) Variables: Overview and Some Analysis

John R. Percy, Mayank H. Shenoy|arXiv (Cornell University)|2023. 12. 08.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 ASAS-SN 및 AAVSO 데이터를 사용하여 장기 2차기저변동주기(Long Secondary Period, LSP) 변수—2차 기저변동주기가 두드러진 적색거성—를 조사한다. LSP 진폭은 중간광도를 가진 별에서 최대이며, 미라 변수에서 가장 작으며, 이는 먼지로 뒤덮인 쌍성의 일식 모델을 지지한다. LSP 주기와 진폭은 별의 크기와 빛의 세기와 함께 증가한다.

ABSTRACT

We briefly review the phenomenon of long secondary periods (LSPs) in red giants, and the LSP variable stars classification introduced in the All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) variable star catalog; they are red giant Long Period Variables (LPVs) in which their LSP variability is significantly greater than their pulsational variability. We then describe and discuss the results of a period and amplitude analysis of a random sample of 35 LSP variables in the ASAS-SN catalog, using ASAS-SN data and the AAVSO VStar time-series analysis software. The pulsation period and amplitude, and LSP, all increase with increasing luminosity or size of the star, as expected. The behavior of the LSP amplitude is more complicated; it appears to be larger in moderate-luminosity stars, and smaller in low- and high-luminosity stars. In particular, it is relatively small in a sample of 27 Mira stars, analyzed separately using AAVSO visual data. These results are discussed in the context of the current model for the LSP phenomenon, namely that it is caused by eclipses of the red giant star by a dust-enshrouded companion.

연구 동기 및 목표

• 적색거성에서 장기 2차기저변동주기(LSP) 변수의 주기 및 진폭 행동을 규명하는 것.
• LSP 변동성과 별의 광도 또는 크기 사이의 관계를 조사하는 것.
• 특히 미라 별에서 다양한 광도 영역에서 LSP 변동성의 진폭을 검토하는 것.
• 관측 데이터를 사용하여 LSP 현상에 대한 일식된 먼지로 둘러싸인 쌍성 모델을 시험하는 것.
• ASAS-SN 카탈로그에서 무작위로 선정한 35개의 LSP 변수에 대한 통계적 분석을 제공하는 것.

제안 방법

• ASAS-SN 변수성 별 카탈로그에서 무작위로 35개의 LSP 변수를 선정하였다.
• ASAS-SN 광도곡선과 AAVSO VStar 시계열 분석 소프트웨어를 사용하여 주기 및 진폭 분석을 수행하였다.
• 별의 광도 및 크기 함수로서 진동 주기 및 진폭, LSP 진폭을 분석하였다.
• AAVSO 시각 magnitude 데이터를 사용하여 별 27개의 미라 별에 대해 별도의 분석을 수행하였다.
• 관측된 LSP 진폭을 별의 진화 상태 및 광도와 관련지어 일식된 쌍성 가설을 시험하였다.
• 주기 및 진폭의 통계적 추세를 이용하여 LSP 변동성의 물리적 메커니즘을 추론하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 적색거성의 LSP 주기와 진폭은 별의 광도 또는 크기가 증가함에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ2 왜 미라 별에서는 다른 LSP 변수들보다 LSP 진폭이 작게 나타나는가?
• RQ3 LSP 변수에서 진동 주기와 LSP 주기 사이의 관계는 무엇인가?
• RQ4 관측된 LSP 진폭의 추세는 일식된 먼지로 둘러싸인 쌍성 모델을 지지하는가?
• RQ5 적색거성의 다양한 광도 영역에서 LSP 변동성의 진폭은 어떻게 변화하는가?

주요 결과

• 진동 주기 및 진폭, 그리고 LSP는 적색거성의 광도 또는 크기가 증가함에 따라 증가한다.
• LSP 진폭은 중간광도 별에서 가장 크며, 저광도 및 고광도 별에서는 작다.
• AAVSO 시각 데이터를 사용하여 분석한 27개의 미라 별 샘플에서 LSP 진폭은 특히 작다.
• 광도 등급에 따른 관측된 LSP 진폭의 추세는 LSP가 먼지로 둘러싸인 쌍성의 일식으로 인해 발생하는 모델과 일치한다.
• 별의 크기가 증가함에 따라 LSP 및 진동 주기가 증가하는 것은 광도 증가와 함께 별의 반지름이 증가하는 진화적 경향을 지지한다.
• LSP 진폭의 복잡한 행동은 별의 진화에 따라 비단조화적인 의존성일 수 있음을 시사하며, 이는 이진계에서 먼지 분포나 궤도 기하학의 변화 때문일 수 있다.