[論文レビュー] Beta Cephei stars in the ASAS-3 data. II. 103 new Beta Cephei stars and a discussion of low-frequency modes

A. Pigulski, G. Pojmański|ArXiv.org|Nov 15, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 33

ひとこと要約

本研究では、4,100個の早期型星（B5以上）のASAS-3光度計測データを分析し、新たなβ Cephei変星を同定した。103個の既知でない脈動星が発見された。低周波数モードを示す5つの候補がハイブリッドβ Cephei/SPB星であり、等間隔の周波数モードを示す7つの星、4つの食連星が同定された。これらは豊富なモードスペクトルと回転に起因する分裂モードの可能性を有するため、星内部構造のセイズミックモデリングの重要な標的である。

ABSTRACT

We analysed ASAS-3 photometry of bright early-type stars with the goal of finding new Beta Cephei stars. We were particularly interested in stars that would be good for seismic analysis, i.e., stars that (i) have a large number of excited modes, (ii) show rotationally split modes, (iii) are components of eclipsing binary systems, (iv) have low-frequency modes, that is, are hybrid Beta Cephei/SPB stars. Our study was made with a homogeneous sample of over 4100 stars having MK spectral type B5 or earlier. For these stars, the ASAS-3 photometry was analysed by means of a Fourier periodogram. We have discovered 103 Beta Cephei stars, nearly doubling the number of previously known stars of this type. Among these stars, four are components of eclipsing binaries, seven have modes equidistant or nearly equidistant in frequency. In addition, we found five Beta Cephei stars that show low-frequency periodic variations, very likely due to pulsations. We therefore regard them as candidate hybrid Beta Cephei/SPB pulsators. All these stars are potentially very useful for seismic modeling. Moreover, we found Beta Cephei-type pulsations in three late O-type stars and fast period changes in one, HD 168050.

研究の動機と目的

• 明るい早期型星の高精度なASAS-3光度計測データを用いて、既知のβ Cephei星のサンプルを拡大すること。
• 複数の励起された脈動モード、回転に起因する分裂モード、または低周波数変動を示す星を同定し、より良いセイズミックモデリングを実現すること。
• β CepheiとSPB脈動の境界領域を理解するために不可欠な、ハイブリッドβ Cephei/SPB脈動星を同定すること。
• 特に回転と内部構造の役割を含む、大質量星における脈動駆動メカニズムの理解を深めること。
• 将来の詳細なセイズミック解析に適した、一貫性のある大規模なβ Cephei星のサンプルを提供すること。

提案手法

• ミケルソン両面スペクトル型カタログから、MKスペクトル型がB5以上である4,100個の星を選定した。
• 全選定星に対して、ASAS-3のVバンド光度計測データを0–40 d⁻¹の周波数範囲で抽出・分析した。
• 信号対雑音比（S/N）> 5 を満たす顕著な周期的変動を検出するため、フーリエ周期ogram分析を適用した。
• 同定された周期が既知の脈動特徴と一致する場合、星をβ Cephei変星と分類した。
• 複数のモード、等間隔またはほぼ等間隔の周波数（回転に起因する分裂を示唆）および低周波数変動を示す星を同定した。
• 候補の妥当性を確認するため、既知の食連星系およびスペクトル型情報と照合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 明るい早期型星のASAS-3光度計測調査において、新たにいくつのβ Cephei星が同定可能か？
• RQ2 新たに同定された星のうち、低周波数脈動モードを示すものはどれか？（ハイブリッドβ Cephei/SPB特性を示唆）
• RQ3 等間隔の周波数モードを示す星は存在するか？（回転に起因する分裂を示唆し、詳細なセイズミックモデリングの可能性を有する）
• RQ4 β Cephei星に含まれる食連星系を同定できるか？（正確な質量・半径の決定が可能）
• RQ5 この新しく同定されたサンプルにおける脈動振幅および周波数の分布は、既知のβ Cephei星と比べてどう異なるか？

主な発見

• 本研究では103個の新たなβ Cephei星が発見され、このクラスに属する既知のメンバー数がほぼ2倍に増加した。
• 5つの星が4 d⁻¹未満の低周波数周期的変動を示し、これらはハイブリッドβ Cephei/SPB脈動星である可能性が強く示唆された。
• 7つの星が等間隔またはほぼ等間隔の周波数モードを示し、回転に起因する分裂の可能性があり、セイズミックモデリングに適しているとされた。
• 4つの星が確認済みまたはおそらく食連星系の構成星であり、動力学的質量測定の可能性を有していた。
• 3つの遅れO型星がβ Cephei型脈動を示したことが判明し、この脈動クラスの既知の範囲が拡張された。
• HD 168050という星は急速な周期変化を示し、非線形脈動またはモード結合の可能性を示唆した。