[논문 리뷰] Light-curves of symbiotic stars in massive photometric surveys I: D-type systems

M. Gromadzki, J. Mikołajewska외 2명|ArXiv.org|2009. 06. 22.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 7인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 ASAS, OGLE, MACHO, SAAO 설문에서 확보한 13개의 D형 양성자성 항성에 대한 장기적인 광학 및 근적외선 광도곡선을 분석하여, 펄서레이션 주기가 395–463일인 양성자성 미라로 식별하였다. 주요 발견은 재분류(예: AS 245는 S형으로 재분류), 새로운 주기 추정치, 그리고 양성자성 미라가 일반적인 미라보다 높은 $K_0$-[12] 색을 나타내어 이중성계에서 질량 손실률 증가 또는-dust 봉쇄를 시사함을 보여주었다.

ABSTRACT

ASAS, MACHO, OGLE and SAAO JHKL light curves of 13 stars, that have at some time been classified as D-type symbiotics, are analysed. Most of the near-IR light-curves that have been monitored over many years show long-term changes due to variable dust obscuration, in addition to the stellar pulsation. The distances to these objects are derived from the period-luminosity relation and estimates of the mass-loss rates made from the Ko-[12] colour. We reclassify AS 245 as an S-type symbiotic, with a semi-regular cool component with a pulsation period of about one year. The periods of the large amplitude pulsations of SS73 38 (463 days), AS 210 (423 days) and H2-38 (395 days) are estimated for the first time, confirming that they are symbiotic Miras. A comparison of the symbiotic Miras with normal Miras of similar pulsation period shows that the symbiotic stars have on average higher values of Ko-[12]. This may indicate that they have higher mass-loss rates, or more likely that the dust which is being lost by the Mira is trapped within the binary system.

연구 동기 및 목표

• 주요 설문(ASAS, OGLE, MACHO, SAAO)에서 확보한 자료를 활용하여 D형 양성자성 항성의 장기적 광도곡선을 분석하는 것.
• 특히 장기적인 먼지 차폐와 항성 펄서레이션을 고려하여 펄서레이션 주기와 변광 특성의 특성을 규명하는 것.
• 주기-광도 관계와 $K_0$-[12] 색색지수를 활용하여 거리, 광도, 질량 손실률 등의 물리적 매개변수를 유도하는 것.
• 특히 D형과 S형 양성자성 항성 간의 구분을 위한 광도 및 색상 행동 기반으로 애매한 시스템을 재분류하는 것.
• 양성자성 미라와 일반적인 미라 간의 비교를 통해 질량 손실 지표(예: $K_0$-[12] 색)의 차이를 평가하는 것.

제안 방법

• ASAS의 $V$-대역, OGLE의 $I$-대역, MACHO의 $B_M$-$R_M$, SAAO의 근적외선 $JHK$ 광도를 다수의 설문에서 활용.
• 정규화된 광도곡선에 정현파를 피팅하여 펄서레이션 주기를 추정하기 위해 주기 분석을 적용.
• Mira 펄서레이션 행동를 가정하고 $K$-대역의 주기-광도 관계를 활용하여 거리를 추정.
• 12 μm에서의 먼지 방출을 가정하여 질량 손실률을 추정하기 위해 $K_0$-[12] 색지수를 계산.
• 은하간 흩어짐 모델과 색지수 방법을 적용하여 간섭성 적색편이 $E_{B-V}$를 추정.
• 근적외선 색상, 펄서레이션 주기, 광도곡선 형태를 기반으로 시스템을 재분류하였으며, 이는 AS 245를 S형으로 재분류하는 데 포함됨.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SS73 38, AS 210, H2-38와 같은 D형 양성자성 항성의 펄서레이션 주기는 무엇이며, 이는 양성자성 미라 분류를 확인하는가?
• RQ2 유사한 펄서레이션 주기를 가진 일반적인 미라와 비교할 때, 양성자성 미라의 $K_0$-[12] 색은 어떻게 다른가?
• RQ3 양성자성 미라에서 높은 $K_0$-[12] 값의 물리적 기원은 무엇인가—높은 질량 손실률인가, 이중성계 내 먼지 봉쇄인가?
• RQ4 AS 245와 같이 이전에 D형으로 분류되었던 일부 시스템이 광도 행동 기반으로 S형으로 재분류되는 이유는 무엇인가?
• RQ5 장기 광도곡선이 먼지 차폐를 어느 정도 반영하는가, 그리고 이는 거리 및 광도 추정에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• SS73 38(463일), AS 210(423일), H2-38(395일)의 펄서레이션 주기는 처음으로 추정되었으며, 이는 양성자성 미라 분류를 확인하는 데 기여하였다.
• AS 245는 1년 주기의 펄서레이션과 항성 유사한 근적외선 색상으로 인해 D형 먼지 껍질 특성과 부합하지 않아 S형 양성자성으로 재분류되었다.
• 일반적인 미라와 유사한 펄서레이션 주기를 가진 양성자성 미라는 평균적으로 더 높은 $K_0$-[12] 색지수를 나타내어 먼지 방출 또는 봉쇄가 증가했음을 시사한다.
• 표본의 평균 $K_0$-[12] 색은 1.97에서 4.90 사이이며, 3.0 이상의 값은 특히 RX Pup과 BI Cru와 같은 시스템에서 뚜렷한 먼지 기여를 나타낸다.
• 주기-광도 관계를 통해 유도된 거리 추정치는 o Cet의 0.11 kpc에서부터 AS 245의 10.2 kpc까지 범위를 가지며, 절대 $K$-대역 등급은 -8.58에서 -7.75 사이이다.
• 질량 손실률은 $K_0$-[12]를 기반으로 추정되었으며, $\log\dot{M} \approx -6.4$에서 $-5.2$ 사이의 범위를 가지며, RX Pup과 BI Cru와 같은 시스템에서 높은 값이 관측되어 뚜렷한 질량 분출을 나타낸다.