[論文レビュー] Eclipsing high-mass binaries I. Light curves and system parameters for CPD-518946, PISMIS24-1 and HD319702

A. Barr Domínguez, R. Chini+6 more|arXiv (Cornell University)|Jun 23, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 70被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、チリのロボット望遠鏡から得られたデータを用いて、3つの高質量食連星（Pismis 24-1、CPD $-51^\circ$ 8946、HD 319702）の最初の光度曲線解析を実施した。ローチュ幾何学的モデルを用いて、軌道周期、傾き、および成分星の温度を特定し、HD 319702が2.01日周期の新しい分離型O8 III + B1 V連星であることが判明した。この星は $T_2 = 25,200$ K であり、質量の大きな連星系の統計的把握を顕著に拡大した。

ABSTRACT

We present first results of a comprehensive photometric O-star survey performed with a robotic twin refractor at the Universitätssternwarte Bochum located near Cerro Armazones in Chile. For three high-mass stars, namely Pismis24-1, CPD-518946 and HD319702, we determined the period through the Lafler-Kinman algorithm and model the light curves within the framework of the Roche geometry. For Pismis24-1, a previously known eclipsing binary, we provide first light curves and determined a photometric period of 2.36 days together with an orbital inclination of 61.8 degrees. The best-fitting model solution to the light curves suggest a detached configuration. With a primary temperature of T1 = 42520K we obtain the temperature of the secondary component as T2 = 41500K. CPD-518946 is another known eclipsing binary for which we present a revised photometric period of 1.96 days with an orbital inclination of 58.4 degrees. The system has likely a semi-detached configuration and a mass ratio q = M1/M2 = 2.8. If we adopt a primary temperature of T1 = 34550K we obtain T2 = 21500K for the secondary component. HD319702 is a newly discovered eclipsing binary member of the young open cluster NGC6334. The system shows well-defined eclipses favouring a detached configuration with a period of 2.0 days and an orbital inclination of 67.5 degrees. Combining our photometric result with the primary spectral type O8 III(f) (T1 = 34000K) we derive a temperature of T2 = 25200K for the secondary component.

研究の動機と目的

• 銀河平面に存在する高質量食連星を光度モニタリングによって検出・特徴付けること。
• 光度曲線モデリングを通じて、周期、軌道傾き、質量比などの軌道パラメータを特定すること。
• 基本的星像パラメータを測定する上で極めて重要であるが、極めてまれなO型食連星の統計的把握を改善すること。
• 特にNGC 6334やNGC 6357のような若い星団における質量の大きな星の多重性および進化状態を調査すること。
• 特に $q > 2$ の場合に顕在する高質量連星における質量比分布への観測バイアスを評価すること。

提案手法

• 6か月間にわたり、チリのUniversitätssternwarte Bochumに設置されたロボット二重屈折望遠鏡を用いて光度モニタリングを実施した。
• 光度曲線からの周期的変動の検出および周期の特定に、Lafler-Kinmanアルゴリズムを適用した。
• Sloan rおよびiバンドの光度曲線を折りたたみ、ローチュ幾何学的フレームワークを用いて星の形状および相互放射照度をモデル化した。
• 観測された輝度変動に一致させるために、成分星の温度、半径、軌道傾きなどのパラメータを調整して最良適合モデルを導出した。
• 光度曲線の形状とモデル適合度から、分離型、半接触型、接触型のシステム構成を推定した。
• スペクトル型と効果的温度の補正式（Humphreys & McElroy 1984；Boehm-Vitense 1981；Harmanec 1988）を用いて、成分星を分類し、二次星の温度を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高質量食連星Pismis 24-1、CPD $-51^\circ$ 8946、HD 319702の軌道周期と傾きは何か？
• RQ2 光度曲線の形状とモデリングに基づいて、各連星系の構成（分離型、半接触型、接触型）は何か？
• RQ3 主星および副星の効果的温度は何か？ これらは星のスペクトル型にどのように関連するか？
• RQ4 導出された質量比 $q = M_1/M_2$ は理論的期待値とどのように一致するか？ これにより連星形成メカニズムにどのような示唆が得られるか？
• RQ5 本光度調査は、$10 < R, I < 15$ の明るさ範囲における新しいO型食連星を検出可能か？

主な発見

• Pismis 24-1は、2.36日周期、$61.8^\circ$ の傾きを有する分離型連星であり、O+O連星系と整合的である。
• CPD $-51^\circ$ 8946は、再評価された光度周期1.96日、$58.4^\circ$ の傾きを有し、質量比 $q = 2.8$ の半接触型構成を示している。
• HD 319702は、NGC 6334に位置する新たに発見された食連星で、周期2.01日、$67.5^\circ$ の傾きを有し、分離型構成が最良適合である。
• HD 319702の副星は効果的温度 $T_2 = 25,200$ K を有しており、主星のO8 III分類と組み合わせるとB1 Vスペクトル型を示唆している。
• システムパラメータから、HD 319702はO8 III星とB1 V星から構成されており、両星ともローチュローブの約71％を満たしていることが判明した。
• 本研究は、高質量連星が星形成時に主に形成され、潮汐的捕獲によるものではないことを確認した。これは、$q > 2$ のシステム、特に $q \sim 2.8$ のHD 319702が存在することによって裏付けられている。