[論文レビュー] Oscillation mode identifications and models for the delta Scuti star FG Virginis

M. Viskum, H. Kjeldsen+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 13

ひとこと要約

本研究は、スペクトロスコピーおよび光度計時系列データを統合して、デルタ・スキュプティ・星FGブライオニスにおける振動モードを同定し、振幅比を用いて径方向（l=0）およびダイポール（l=1）モードを特定した。147 μHzモードが主な脈動（l=1）であると特定され、140 μHzに径方向基底モードが存在すると判明した。星の密度は0.1645 ± 0.0005 ρ☉と算出され、これはヒッパルコスと一致する距離84 ± 3 pcをもたらした。一方、3.5日周期の変動は星の自転に起因するとされる。

ABSTRACT

We present new spectroscopic and photometric time series observations of the delta Scuti star FG~Vir. We detect the oscillations via changes in the equivalent widths of hydrogen and metal absorption lines. From the ratios between spectroscopic and photometric amplitudes, we assign l values to the eight strongest oscillation modes. In particular, we identify two radial modes (l =0) and find that the main pulsation mode (147 microHz) has l = 1. One of the radial modes (at 140 microHz) is the fundamental, implying that two modes with lower frequencies are g-modes. For the radial modes, we compare frequencies with those calculated from a scaled delta Scuti star model and derive a density 0.1645 +/- 0.0005 rho_sol. We then obtain a distance of 84 +/- 3 pc, in excellent agreement with the Hipparcos value. Finally, we suggest that a 3.5-day variability in all observables (equivalent widths and intensity) is caused by stellar rotation.

研究の動機と目的

• デルタ・スキュプティ星FGブライオニスにおける振動モードの球面調和関数の次数（l）を、マルチテクニック時系列データを用いて同定すること。
• 脈動構造およびモード階層を特定し、径方向および非径方向モードを同定すること。
• 観測された周波数とモデル比較を用いて星の密度および距離を導出すること。
• 等価幅および強度における3.5日周期の変動の原因を、星の自転の可能性を含めて調査すること。

提案手法

• 高時間分解能のスペクトロスコピーおよび光度計時系列データを取得し、径方向速度および明るさの変動をモニタリングした。
• 水素および金属線の等価幅の変化を測定し、振動に起因する線のシフトを検出した。
• スペクトロスコピー的変動と光度計的変動の振幅比を計算し、モード次数（l）を推定した。
• 観測周波数をスケーリングされたデルタ・スキュプティモデルの周波数と比較し、星の密度を導出した。
• 導出された密度を用いて距離推定値を計算し、ヒッパルコス視差と比較した。
• 等価幅および強度における長期的変動を分析し、自転に起因するモodulationを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 FGブライオニスにおける8つの強い振動モードの球面調和関数の次数（l）は何か？
• RQ2 147 μHzの主な脈動モードは径方向（l=0）か非径方向（l=1）か？
• RQ3 径方向モードの中で基底モードはどれであり、g-モードの存在にどのような含意があるか？
• RQ4 観測されたすべての観測量における3.5日周期の変動は、星の自転に起因するとみなせるか？
• RQ5 モード周波数から導出された星の密度は、独立した距離推定値とどの程度一致するか？

主な発見

• 147 μHzの主な脈動モードは、ダイポールモード（l = 1）と特定された。
• 2つの径方向モード（l = 0）が同定され、140 μHzモードが基底径方向モードであった。
• 基底径方向モードより低い周波数の2つのモードの存在は、g-モードの存在を示唆している。
• 導出された星の密度は0.1645 ± 0.0005 ρ☉であり、スケーリングされたデルタ・スキュプティモデルと一致した。
• 得られた距離推定値は84 ± 3 pcであり、ヒッパルコス視差と非常に良好に一致した。
• 等価幅および強度における3.5日周期は、星の自転の証拠と解釈された。