[논문 리뷰] The secrets of T Pyx: I. UV observations

R. Gilmozzi, Pierluigi Selvelli|ArXiv.org|2006. 10. 02.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 33인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 16년에 걸친 국제 우주자외선 탐사기(IUE) 관측을 바탕으로 재발성 신성 T Pyxidis의 자외선 스펙트럼 행동을 분석한다. 자외선 연속스펙트럼이 λ⁻².³³의 거듭제곱 법칙 인덱스를 가지며 매우 안정되어 있음을 발견하였고, 보조 항성의 기여는 극히 미미하며, 강한 발광선(CIV 1550, HeII 1640)은 상당한 변동성을 보이며, 이는 성운 껍질 또는 순환 유동 내 임시적인 구조(예: 제트 또는 움직이는 덩어리)가 존재할 가능성을 시사한다.

ABSTRACT

We have studied the UV spectral behavior of the recurrent nova T Pyx during 16 years of IUE observations. We examined both the IUE line-by-line images and the extracted spectra in order to understand the reality and the origin of the observed spectral variations. The UV continuum of T Pyx has remained nearly constant in slope and intensity over this time interval, without any indication of long-term trends. The reddening determined from the UV data is E(B-V}=0.25 \pm 0.02. The best single-curve fit to the dereddened UV continuum is a power-law distribution $\propto λ^{-2.33}$. The tail of this curve agrees well with the B, V, and J magnitudes of T Pyx, indicating that the contribution of the secondary star is negligible. One peculiar aspect of T Pyx is that most emission lines (the strongest ones being those of CIV 1550 and HeII 1640) show substantial changes both in intensity and detectability, in contrast to the near constancy of the continuum. Several individual spectra display emission features that are difficult to identify, suggesting a composite spectroscopic system. We tentatively ascribe the origin of these transient emission features either to loops and jets from the irradiated secondary or to moving knots of the surrounding nebula that are (temporarily) projected in front of the system. The inspection of all IUE line-by-line images has led to the detection of emission spikes outside the central strip of the spectrum, which in some cases seem associated to known emission features in the (main) spectrum. A comparison with other ex-novae reveals a surprising similarity to the spectrum of the very-slow nova HR Del, whose white dwarf primary has a mass that is allegedly about one half that of T Pyx.

연구 동기 및 목표

• 재발성 신성 T Pyxidis의 잠재기 동안 장기적인 자외선 스펙트럼 행동을 이해하기 위해.
• 보조 항성이 관측된 자외선 및 가시광선/적외선 복사에 기여하는 정도를 규명하기 위해.
• 자외선 스펙트럼 내 강한 변동성 발광선의 기원을 조사하기 위해.
• 특히 HR Del과의 비교를 통해 T Pyx의 자외선 특성을 다른 이전 신성들과 비교하기 위해.
• 관측된 자외선 행동이 순환 디스크의 구조 및 폭발 예측에 미치는 영향을 평가하기 위해.

제안 방법

• 16년에 걸친 관측에서의 IUE 선별 이미지 및 추출된 스펙트럼 분석.
• 확장된 천체에 대한 다양한 스펙트럼 추출 방법을 비교하여 정확도를 확보.
• 자외선 연속스펙트럼 에너지 분포 유도 및 거듭제곱 법칙 함수로 피팅: Fλ ∝ λ⁻².³³.
• E(B-V) = 0.25 ± 0.02를 사용한 적색화 보정을 통해 진정된 연속스펙트럼 유도.
• 적색화 보정된 자외선 연속스펙트럼을 가시광선 및 적외선 파장으로 외삽하여 B, V, J 등급과 비교.
• 선별 이미지에서 관측된 일시적 발광 특징을 알려진 스펙트럼선 및 가능한 물리적 기원과 교차 확인.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 T Pyx의 잠재기 동안 자외선 연속스펙트럼은 장기적으로 얼마나 안정적인가?
• RQ2 보조 항성이 관측된 자외선 및 적외선 복사에 얼마나 기여하는가?
• RQ3 CIV 1550 및 HeII 1640와 같은 강한 변동성 발광선은 무엇으로 인해 발생하는가?
• RQ4 자외선 스펙트럼 내의 일시적 발광 특징은 성운 껍질 내의 움직이는 덩어리 또는 순환 유동 내의 동적 구조로 인한 것인가?
• RQ5 T Pyx의 자외선 스펙트럼 행동은 다른 이전 신성들, 특히 HR Del과 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• T Pyx의 자외선 연속스펙트럼은 16년에 걸쳐 기울기와 세기 면에서 거의 일정하게 유지되었으며, 장기적 추세가 없었다.
• 적색화 보정된 최적의 자외선 연속스펙트럼은 λ⁻².³³의 거듭제곱 법칙 인덱스를 가지며, ±0.04의 작은 불확도를 가진다.
• 적색화는 E(B-V) = 0.25 ± 0.02로, 낮은 흡수와 일치한다.
• 자외선 거듭제곱 법칙을 J 대역으로 외삽하면 J = 13.52로 예측되며, 관측된 J = 14.4–14.65와 유사하여, 뜨거운 천체가 주요 기여자임을 확인한다.
• 보조 항성이 J 대역 복사에 1% 미만을 기여하며, 모든 파장에서 기여가 무시무시할 정도로 미미하다.
• 강한 발광선(CIV 1550, HeII 1640)은 강도 및 검출 가능성 면에서 상당한 변동성을 보이며, 시스템 내 일시적 또는 동적 구조가 존재할 가능성을 시사한다.