[논문 리뷰] Third components with elliptical orbits in the eclipsing binaries: EQ Tau, IR Cas, IV Cas, RY Aqr & RZ Com

D. E. Tvardovskyi|arXiv (Cornell University)|2019. 12. 29.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 2인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 EQ Tau, IR Cas, IV Cas, RY Aqr 및 RZ Com의 다섯 쌍성 시스템에서의 순환적인 O-C 변동을 조사하며, 이들이 타원 궤도를 도는 제3 천체에 기인한다고 밝힌다. AAVSO와 BRNO의 광도 측정 데이터를 사용하여 저자들은 질량 이행률, 최소 제3체 질량, 궤도 요소를 계산하여 이 시스템들에서 뚜렷한 질량 이행과 궤도 이심률이 존재하는 것으로 밝혀졌다.

ABSTRACT

This research is our forth article related to the topic of cyclic O-C changes, third components as the physical process that cause these changes and elliptical orbits of the third components. Here five more eclipsing binary stars were investigated: EQ Tau, IR Cas, IV Cas, RY Aqr and RZ Com. All of them have cyclic O-C curve with superposition of parabolic trend. We computed the mass transfer rate, minima possible mass of the third component and their errors for each of the researched stars.

연구 동기 및 목표

• EQ Tau, IR Cas, IV Cas, RY Aqr 및 RZ Com의 다섯 쌍성 시스템에서의 순환적인 O-C 곡선 변동을 조사하기 위해.
• 이러한 O-C 변동의 물리적 기원을 규명하고, 특히 타원 궤도를 도는 제3성체에 기인한다고 특정하기 위해.
• 각 시스템에 대해 질량 이행률과 제3체의 최소 가능한 질량을 추정하기 위해.
• 장기적인 광도 측정 데이터를 사용하여 제3체의 궤도 요소를 정밀화하고 그 파arameter의 불확실성 평가하기 위해.

제안 방법

• 장기적인 광도 곡선 분석을 위해 AAVSO 및 BRNO 데이터베이스에서 광도 최소값 데이터를 수집하였다.
• MAVKA 소프트웨어를 사용하여 AAVSO 광도 곡선에서 정밀한 최소 시점(ephemeral epoch)을 추출하여 총 171개의 최소값을 확보하였다.
• 관측된 최소값과 일식 예측값을 비교하여 O-C(관측값 - 계산값) 잔차를 계산하였다.
• 지속적인 변화와 순환적 변화를 동시에 모델링하기 위해 선형 및 포물선 트렌드의 조합을 사용하여 O-C 곡선을 피팅하였다.
• ±1σ 신뢰구간 내에서 매개변수 공간을 탐색하여 제3체의 궤도 요소를 추정하였다.
• 유도된 O-C 트렌드와 궤도 역학을 기반으로 질량 이행률과 최소 제3체 질량을 계산하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 EQ Tau, IR Cas, IV Cas, RY Aqr 및 RZ Com에서 관측된 순환적인 O-C 변동의 원인은 무엇인가?
• RQ2 이 시스템들에서 이중성 성분과 제3체 사이의 질량 이행률은 얼마인가?
• RQ3 제3체의 최소 가능한 질량는 얼마이며, 그 불확실성은 궤도 해법에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 제3체의 궤도 요소—특히 이심률과 경량 방향—은 관측된 O-C 행동을 어떻게 제약하는가?

주요 결과

• EQ Tau의 O-C 곡선은 약 202 ± 4일의 주기로 순환적 경향을 보이며, 질량 이행률은 8.0 ± 0.4 M☉/yr이다.
• IR Cas의 경우 질량 이행률은 12.8 ± 0.7 M☉/yr이며, 순환적인 O-C 주기는 114 ± 10일이다.
• IV Cas는 질량 이행률 10.9 ± 0.9 M☉/yr, 순환적인 O-C 주기 970 ± 50일을 보인다.
• RY Aqr는 가장 높은 질량 이행률 48.3 ± 1.3 M☉/yr를 보이며, 순환적인 O-C 주기는 1300 ± 200일이다.
• RZ Com은 -13.0 ± 0.1 M☉/yr의 음의 질량 이행률을 보이며, 이는 질량 증가 가능성을 시사하며, 순환적인 O-C 주기는 177 ± 2일이다.
• 제3체 질량은 7% 이내의 오차 범위로 추정되었으며, ±1σ 오차 범위 내에서 궤도 경향이 시각화되어 모든 시스템에서 타당한 구성이 가능함을 보였다.