[論文レビュー] High-amplitude Delta Scuti stars in the Galactic bulge from the OGLE-II and MACHO data

A. Pigulski, Z. Kołaczkowski+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 18, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、OGLE-IIおよびMACHOの光度測定データを用いて、はくちょう座銀河バルジに193個の高振幅δ Scuti (HADS)星を同定し、既知のサンプルを2倍にした。50個の多重周期HADS星が同定され、そのうち39個は縦方向の基底モードと第1オーバートーンの振動に一致する周期比（0.76–0.80）を示した。また、高次縦方向オーバートーンおよび非縦方向モードの証拠を示すペターセン図が提示され、主系列星における振動モードの理解が進んだ。

ABSTRACT

Searching for main-sequence pulsators, we analyzed photometry of ~200,000 variable star candidates from the OGLE-II Galactic fields, finding 193 high-amplitude Delta Scuti stars. This doubles the number of known stars of this type. The MACHO data, available for half of stars, were also analyzed. In our sample of the HADS stars, we found 50 multiperiodic objects, including 39 that have period ratios in the range of 0.76-0.80, an indication of the radial fundamental and first-overtone pulsation. We discuss the resulting Petersen diagram for these stars in view of the period ratios predicted by models. Except for stars showing pulsations in the radial fundamental mode and first overtone, we find the evidence for higher radial overtones and non-radial modes in the analyzed sample of multiperiodic HADS stars.

研究の動機と目的

• 大規模な光度測定サーベイを用いて、はくちょう座銀河バルジに存在する高振幅$\delta$ Scuti (HADS)星を同定すること。
• 特に縦方向モードの結合を示す周期比に着目し、HADS星における多重周期的振動挙動を分析すること。
• 光曲線のフーリエ解析を通じて、HADS星に存在する高次縦方向オーバートーンおよび非縦方向振動モードの有無を調査すること。
• 二重モードHADS星のサンプルを拡充し、観測された周期比を理論的モデルと比較すること。
• ペターセン図を用いて、星の質量および金属量が周期比に与える影響を評価すること。

提案手法

• OGLE-IIカタログに含まれる$\sim$200,000個の変光星候補に対してフーリエ周期ogram解析を適用し、最大5つの周期的成分を検出した。
• 40 d⁻¹まで連続して周期的成分を検出し、減算することで振動モードを分離した。
• 周期（<0.25 d）、振幅（Vバンドで0.3 mag以上）、光曲線の形状に基づきHADS星として分類した。RR Lyrae星およびW UMa星を除外した。
• サンプルの半分に対してMACHO光度測定データを照合し、多バンド振幅解析および周期比の決定を可能にした。
• ペターセン図は、二次モードの周期と主モードの周期の比（$P_1/P_0$）を用いて作成され、振動モードの同定を分析した。
• 理論的モデルを用いて観測された周期比を解釈し、質量および金属量が$P_1/P_0$に与える影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 OGLE-IIおよびMACHOデータが明らかにするはくちょう座銀河バルジにおけるHADS星の周期および振幅の分布はどのようなものか？
• RQ2 どのHADS星が多重周期的振動を示し、その周期比は振動モードの性質をどのように示唆するか？
• RQ3 観測されたHADS星の周期比は、縦方向基底モードおよび第1オーバートーン振動の理論的モデルとどの程度一致するか？
• RQ4 本研究で同定された多重周期HADS星に、高次縦方向オーバートーンまたは非縦方向モードの兆候は見られるか？
• RQ5 観測された周期比は、金属量が低い球状星団に存在する二重モードSX Phe星と比較してどう異なるか？

主な発見

• 本研究では、はくちょう座銀河バルジに193個の高振幅$\delta$ Scuti星を同定し、既知のHADS星の数を2倍にした。
• 50個のHADS星が多重周期的振動を示し、そのうち39個は0.76から0.80の周期比を示しており、これは縦方向基底モードと第1オーバートーンモードに一致する。
• ペターセン図は、39個の新しく同定されたHADS星が、従来の調査で未利用だった短周期領域に分布していることを示した。
• 振幅比$A_1(V_M)/A_1(R_M)$は1.45 ± 0.01として測定され、これは光学バンドで振幅が類似して変化する縦方向振動モードと整合的である。
• 少なくとも2つの星は、縦方向モードペアの予想される範囲外の周期比を示しており、高次縦方向オーバートーンまたは非縦方向モードの励起の可能性を示唆している。
• 残差スペクトルに主振動周波数付近のピークが観測されたことから、一部のHADS星で周期の変化の兆候が確認された。