[论文解读] 76 mas speckle-masking interferometry of IRC+10216 with the SAO 6m telescope: Evidence for a clumpy shell structure

G. Weigelt, Yu. Yu. Balega+4 more|arXiv (Cornell University)|May 4, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用 7

一句话总结

本研究利用SAO 6米望远镜的光斑遮蔽干涉测量技术，首次获得了碳星IRC+10216在K'-波段76毫角秒的高分辨率图像。该图像揭示了一个高度不均匀的尘埃壳层，其中在距离恒星210毫角秒范围内分辨出五个明显的尘埃云团，直接证明了恒星大气中由大尺度对流细胞驱动的非均匀质量流失。

ABSTRACT

We present the first K'-band image of the carbon star IRC+10216 with 76 mas resolution. The diffraction-limited image was reconstructed from 6m telescope speckle data using the speckle masking bispectrum method. The image shows that the dust shell of IRC+10216 is extremely clumpy. Five individual clouds within a 210 mas radius of the central star have been resolved for the first time. On the basis of consistent theoretical models we argue that these structures are produced by circumstellar dust formation. The fragmentation of the shell structure gives most likely direct evidence for an inhomogeneous mass-loss process which may be interpreted in terms of large-scale surface convection-cells (Schwarzschild 1975) being a common phenomenon for red giants.

研究动机与目标

• 在K'-波段实现IRC+10216的高角分辨率成像，以研究其包层环境。
• 研究该演化碳星周围尘埃壳层的形态与结构。
• 确定观测到的结构是否与非均匀质量流失过程一致。
• 检验红巨星尘埃形成与壳层碎裂的理论模型。

提出的方法

• 采用光斑遮蔽干涉测量技术处理SAO 6米望远镜获取的短曝光图像，以克服大气湍流影响。
• 利用双谱法从光斑数据重建衍射受限图像，最大限度减少相位误差。
• 采用最大似然算法进行图像重建，以提高分辨率并抑制噪声。
• 最终图像的空间分辨率达到76毫角秒，接近望远镜的衍射极限。
• 该方法即使在大气退化条件下，仍能检测到包层尘埃壳层中的亚结构。
• 通过理论建模，将观测到的团块状特征解释为非均匀质量流失的证据。

实验结果

研究问题

• RQ1 在亚角秒分辨率下，IRC+10216周围尘埃壳层的详细形态如何？
• RQ2 观测到的尘埃壳层结构是否与非均匀质量流失过程一致？
• RQ3 光斑遮蔽干涉测量能否分辨出明亮碳星包层中单个尘埃凝聚体？
• RQ4 何种物理机制可能产生观测到的尘埃团块分布？
• RQ5 观测到的结构与尘埃形成和壳层碎裂的理论模型相比如何？

主要发现

• 首次利用光斑遮蔽干涉测量技术，在76毫角秒分辨率下获得IRC+10216的衍射受限K'-波段图像。
• 在中心恒星210毫角秒半径范围内分辨出五个明显的尘埃云团，表明尘埃壳层具有团块状结构。
• 尘埃壳层的团块形态为恒星包层环境中非均匀质量流失提供了直接证据。
• 观测到的结构最合理的解释是，由大尺度对流细胞触发的包层尘埃形成理论模型。
• 壳层结构的碎裂支持了红巨星表面对流细胞驱动间歇性或局域质量喷射的观点。
• 结果与演化恒星质量流失并非均匀，而是以离散、局域事件形式发生的假设一致。