[논문 리뷰] The Low Excitation Planetary Nebulae HuDo 1 and HuBi 1 and their [WC10] Central Stars

M. Peña|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|2005. 06. 17.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 고해상도 및 저해상도 스펙트로스코피를 사용하여 저자극성 행 星상운성운 HuDo 1과 HuBi 1의 [WC10] 중심별을 분석한다. 두 별 모두 [WC10] 유형으로 확인되었으며, HuBi 1은 어두운, 저질량, 천천히 진화하는 별을 둘러싸고 있는 저밀도, 풍부한 헬륨을 포함한 성운임을 밝혀내고, [WC10] 별들이 유사한 유효 온도를 가짐에도 불구하고 내재된 빛의 세기와 질량이 광범위하게 다양함을 입증한다.

ABSTRACT

Low- and high-resolution spectra of the planetary nebulae HuDo 1 and HuBi 1, around [WC-late] stars, are analyzed. The objects belong to the galactic disk, with heliocentric radial velocities of -12 km/s (HuDo 1) and 57 km/s (HuBi 1). C(Hbeta) reddening values are of 2.04 for HuDo 1 and 1.22 for HuBi 1. Plasma line ratios are used to estimate physical conditions and abundances. We find log (O/H)+12 = 8.43 and 8.57, and N/O = 0.2 and 0.1 for HuDo 1 and HuBi 1 respectively. HuBi 1 is the only PN excited by a very late [WC] star showing intense nebular HeI recombination lines. From the stellar lines we derive a [WC 10] type for both stars, although HuBi 1 central star should be slightly hotter for providing a large amount of He^0 ionizing photons. Nebular and stellar parameters of HuDo 1 and HuBi 1 are compared with those of other [WC 10] objects, concluding that the stars of HuDo 1 and HuBi 1 should be intrinsically fainter. In particular HuBi 1 seems a low-density evolved nebula around a low-mass slowly-evolving star.

연구 동기 및 목표

• 저자극성 행성상운성운 HuDo 1과 HuBi 1의 중심별의 스펙트럼 유형과 물리적 성질을 규명하는 것.
• 이 시스템 내 전자 밀도, 온도, 원소 농도를 포함한 성운 물리 조건을 평가하는 것.
• [WC10] 중심별의 진화 상태를 다른 알려진 [WC10] 천체와의 성운 및 별 성질 비교를 통해 조사하는 것.
• HuBi 1이 저밀도 및 고직경 성운을 지닌 것으로, 재탄생된 행성상운성운이거나 저질량, 천천히 진화하는 후-적색거대간행성 별의 산물일 가능성 여부를 시험하는 것.

제안 방법

• HuDo 1과 HuBi 1의 고해상도 및 저해상도 스펙트로스코피는 멕시코의 천문관측소에서 확보되었다.
• 최근의 정량적 기준을 사용하여 별 스펙트럼 유형을 분류하였으며, 두 중심별 모두 [WC10] 유형으로 확인되었다.
• 성운 선비율을 사용하여 전자 밀도, 온도 및 이온 농도를 유도하였으며, 흡수 보정은 C(Hβ) 값으로 수행되었다.
• 농도 분석에는 O/H, N/O, He/H 비율을 결정하였으며, HuBi 1에서 He I 재결합선에 특별한 주의를 기울였다.
• 관측된 복사원소 밀도를 모델 대기와 비교하고 HuBi 1의 거리가 6.8 kpc라고 가정하여 별의 복사원소 빛의 세기와 질량을 추정하였다.
• 다른 [WC10] 행성상운성운과의 비교를 통해 진화 경향성과 내재된 빛의 세기 분산 여부를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 현대 정량적 분류 기준을 사용할 때 HuDo 1과 HuBi 1 중심별의 진정한 스펙트럼 유형은 무엇인가?
• RQ2 왜 HuBi 1은 다른 [WC10] 성운들과 달리 강력한 He I 재결합선을 나타내며, 이는 풍부한 헬륨을 포함한 성운임을 시사하는가?
• RQ3 특히 전자 밀도와 역학적 연령을 고려할 때, [WC]-형과 성운 밀도 간의 관계에 따르면 기대되는 바와 비교해 성운 물리 조건은 어떻게 다를까?
• RQ4 유사한 유효 온도를 가짐에도 불구하고, 왜 HuDo 1과 HuBi 1 중심별은 다른 [WC10] 별들보다 내재적으로 어두운가?
• RQ5 HuBi 1은 재탄생된 행성상운성운인가, 아니면 저질량, 천천히 진화하는 후-적색거대간행성 별의 산물인가?

주요 결과

• HuDo 1과 HuBi 1 중심별 모두 [WC10] (특이)로 분류되어, 알려진 [WC] 별들 중 가장 낮은 온도를 지닌 것으로 확인되었다.
• HuBi 1은 강력한 He I 재결합선을 나타내어 풍부한 헬륨을 포함한 성운임을 시사하며, 현재까지 알려진 유일한 [WC10] 성운에서 이러한 특징을 보이는 것으로 확인되었다.
• HuBi 1의 성운 O/H 농도는 log(O/H)+12 = 8.57이며, HuDo 1는 8.43으로, 은하판 행성상운성운의 일반적인 수준이다.
• HuBi 1의 N/O 비율은 0.1, HuDo 1는 0.2로, 약간 낮은 일반적인 값이며 태양 유사 농도 패턴과 일치한다.
• HuBi 1의 전자 밀도는 약 ~10^3 cm^-3로 낮아, 일반적인 [WC]-형과 밀도 간의 관계 이하에 위치하여, 저질량, 천천히 진화하는 후-적색거대간행성 시스템임을 시사한다.
• HuBi 1 중심별은 다른 [WC10] 별들보다 내재적으로 어두워 질량이 낮음을 시사하며, [WC10] 별들이 후-적색거대간행성 단계에서 광범위한 질량을 가질 수 있음을 지지한다.