[논문 리뷰] The Optical Gravitational Lensing Experiment. The OGLE-III Catalog of Variable Stars. V. R Coronae Borealis Stars in the Large Magellanic Cloud

I. Soszyński, A. Udalski외 7명|arXiv (Cornell University)|2009. 12. 10.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 12년간의 모니터링에서 확보한 12년간의 다중 에포크 V 및 I 대역 광도 측정 자료를 바탕으로, 큰 망원경운성운(LMC) 내 R Coronae Borealis(RCB) 항성에 대한 OGLE-III 목록을 제시한다. 이 연구에서는 23개의 RCB 변수를 특정하였으며, 이 중 17개는 분광학적으로 확인되었고 6개는 새로운 후보자이다. 또한 DY Per 유사 변수는 별도의 클래스가 아니며, 먼지로 둘러싸인 탄소 농축 AGB 항성의 극단적인 사례임을 밝혀내었으며, 이에 따라 600개의 후보자가 확인되었다. 이는 DY Per와 탄소 농축 LPV 사이에 연속적인 관계가 있음을 시사한다.

ABSTRACT

The fifth part of the OGLE-III Catalog of Variable Stars presents 23 R CrB (RCB) stars in the Large Magellanic Cloud (LMC). 17 of these objects have been spectroscopically confirmed by previous studies, while 6 stars are new candidates for RCB variables. We publish the VI multi-epoch OGLE photometry for all objects. We use the sample of carbon-rich long-period variables released in the previous part of this catalog to select objects with severe drops in luminosity, i.e. with the DY-Per-like light curves. DY Per stars are often related to R CrB variables. We detect at least 600 candidates for DY Per stars, mostly among dust enshrouded giants. We notice that our candidate DY Per stars form a continuity with other carbon-rich long-period variables, so it seems that DY Per stars do not constitute a separate group of variable stars.

연구 동기 및 목표

• 장기 광도 모니터링을 통해 큰 망원경운성운(LMC) 내 R Coronae Borealis(RCB) 항성의 식별 및 특성 분석.
• DY Per 유사 변수의 성격을 조사하고, 이들이 별도의 변수 항성 클래스를 이루는지 아니면 탄소 농축 AGB 항성의 극단적인 사례인지 규명.
• LMC 내 기존 RCB 목록의 완전성 평가 및 저활동 광도 곡선을 보이는 새로운 RCB 후보자 식별.
• 별의 진화 및 먼지 형성의 맥락에서 RCB 및 DY Per 항성의 공간 분포와 광도적 행동 분석.

제안 방법

• 2001–2009년 기간 동안 OGLE-III 설문조사에서 확보한 다중 에포크 V 및 I 대역 광도 측정 자료를 활용하였으며, 중앙 4.5 deg² 영역에서 12년간의 기간을 확보하기 위해 OGLE-II 자료도 추가로 사용.
• RCB 및 DY Per 변수의 특징인 비정규적이고 깊은 밝기 감소를 보이는 광도 곡선을 시각적으로 점검하여 식별.
• 이전 목록(Tisserand et al. 2009)과의 교차 식별을 실시하고, 가능할 경우 분광학적 자료를 활용해 RCB 상태를 확인.
• 1 arcsec의 검색 반경을 사용해 광학 광도 곡선을 2MASS 및 SAGE 스피처 설문조사의 적외선 및 중간 적외선 자료와 매칭하여 적외선 색상 평가.
• 광도 곡선 형태, 진폭, 주기성에 기반해 변수 항성을 분류하였으며, 장기 제2주기(LSPs) 식별 포함.
• 모든 DY Per 후보자를 OGLE-III 장기 주기 변수 목록(Soszyński et al. 2009)에 포함시키며, DY Per 유사 행동을 나타내는 비고를 기입.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기존에 알려진 목록을 초월하여 큰 망원경운성운 내에서 아직 탐지되지 않은 R Coronae Borealis 항성이 존재하는가?
• RQ2 DY Per 유사 변수는 별도의 변수 항성 클래스를 이루는가, 아니면 먼지로 둘러싸인 탄소 농축 AGB 항성의 극단적인 사례인가?
• RQ3 RCB 및 DY Per 항성의 광도 곡선 형태 간의 관계, 특히 감소 깊이와 복귀 대칭성 측면에서의 관계는 무엇인가?
• RQ4 후보 RCB 항성의 적외선 색상과 광도적 행동은 확정된 RCB 항성과 비교해 어떻게 다를까? 이는 그들의 진화 상태에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ5 장기 제2주기(LSPs)와 깊고 대칭적인 광도 강하 현상은 이러한 시스템에서 주기적인 먼지 분비 또는 궤도 차폐를 암시하는가?

주요 결과

• OGLE-III 설문조사에서는 LMC 내 총 23개의 R Coronae Borealis(RCB) 항성을 특정하였으며, 이 중 17개는 분광학적으로 확인되었고 6개는 새로운 후보자였다. 이는 이전 목록을 초월해 새로운 확정된 RCB 항성을 발견하지 못했다.
• 6개의 새로운 RCB 후보자들은 5 등급 이하의 얕은 밝기 감소를 보이며, 확정된 RCB 항성과 유사한 적외선 색상을 보였다. 이는 저활동 RCB 항성으로, HV 5637 및 EROS2-LMC-RCB-3과 유사한 것으로 여겨진다.
• 한 후보자인 OGLE-LMC-RCB-21은 5 등급 이상의 감소를 보였지만, OGLE 모니터링 기간 동안 평균 최대값에 도달하지 못해 분류가 불확실하며, DY Per 항성과 유사할 가능성이 있다.
• 탄소 농축 장기 주기 변수 중에서 총 600개의 DY Per 유사 변수 후보자가 식별되었으며, 대부분의 경우 (J-K) > 2 mag로, 두꺼운 항성 주변 먼지 환경을 나타낸다.
• DY Per 후보자들은 다른 탄소 농축 AGB 항성들과 연속적인 분포를 보이며, 별도의 클래스가 아니라 먼지로 둘러싸인 AGB 항성의 극단적인 사례임을 시사한다.
• DY Per 후보자 중 일부는 장기 제2주기(LSPs)를 보였으며, 특히 약 2010일의 주기를 가진 OGLE-LMC-LPV-70666는 주기적인 먼지 분비 또는 궤도 차폐를 암시할 수 있다. 반면 OGLE-LMC-LPV-81880는 원인을 알 수 없는 단일의 거의 대칭적인 3등급 강하를 보였다.