[論文レビュー] Searching for visual companions of close Cepheids. VLT/NACO lucky imaging of Y~Oph, FF~Aql, X~Sgr, W~Sgr and $η$~Aql

A. Gallenne, P. Kervella+5 more|Americanae (AECID Library)|Jun 2, 2014

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 49被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、VLT/NACOのラッキー画像法を用いて、5つのクラシカル・セフェイド（Y Oph、FF Aql、X Sgr、W Sgr、η Aql）の周囲で広い視覚的連星を探査した。0.2 arcsec以上の距離でΔH ≈ 5–8 mag、ΔKs ≈ 4–7 magの対比限界に到達した。η Aqlの周囲では、ρ = 654.7 ± 0.9 mas、PA = 92.8°の位置に明るいF型連星が検出され、減光補正済みH等級は9.34 ± 0.04 magであった。一方、他の連星は視野内に検出されなかった。

ABSTRACT

Aims: High-resolution imaging in several photometric bands can provide color and astrometric information of the wide-orbit component of Cepheid stars. Such measurements are needed to understand the age and evolution of pulsating stars. In addition, binary Cepheids have the potential to provide direct and model-independent distances and masses. Methods: We used the NAOS-CONICA adaptive optics instrument (NACO) in the near-infrared to perform a deep search for wide components around the classical Cepheids, Y~Oph, FF~Aql, X~Sgr, W~Sgr, and $η$~Aql, within a field of view (FoV) of $1.7" imes 1.7"$ ($3.4" imes 3.4"$ for $η$~Aql). Results: We were able to reach contrast $ΔH = 5$-8\,mag and $ΔK_\mathrm{s} = 4$-7\,mag in the radius range $r > 0.2"$, which enabled us to constrain the presence of wide companions. For Y~Oph, FF~Aql, X~Sgr, W~Sgr, and $η$~Aql at $r > 0.2"$, we ruled out the presence of companions with a spectral type that is earlier than a B7V, A9V, A9V, A1V, and G5V star, respectively. For $0.1"< r < 0.2"$, no companions earlier than O9V, B3V, B4V, B2V, and B2V star, respectively, are detected. A component is detected close to $η$~Aql at projected separation $ρ= 654.7 \pm 0.9$\,mas and a position angle $PA = 92.8 \pm 0.1^\circ$. We estimated its dereddened apparent magnitude to be $m_H^0 = 9.34 \pm 0.04$ and derived a spectral type that ranges between an F1V and F6V star. Additional photometric and astrometric measurements are necessary to better constrain this star and check its physical association to the $η$~Aql system.

研究の動機と目的

• 高角分解能画像法を用いてクラシカル・セフェイドの広い視覚的連星を検出すること。連星はモデルに依存しない距離および質量を提供する。
• 広い連星の位置計測および光度測定を通じて、セフェイド星の年齢および進化歴に関する制約を強化すること。
• 適応光学画像法が、通常は明るいセフェイド星に隠れて見えないほどの微弱で高温の主系列連星を検出できるかを検証すること。
• 直接的な軌道測定によって、二重星セフェイドが正確な距離および質量の標準化器として機能できるかを調査すること。
• 特に、UVスペクトルから推定されたB9.8V型星と新たに検出されたF型星の間の矛盾を解消すること。

提案手法

• VLTのNACO適応光学装置を用いて、複数の広帯域および狭帯域フィルター（H、Ks、NB1.64、NB2.17）を用いたラッキー画像法による深紫外赤外画像を取得した。
• 参照星の差分法と画像合成を用いたデータ処理により、微弱な連星の検出感度を向上させた。
• 1.7′′×1.7′′（η Aqlでは3.4′′×3.4′′）の視野内での位置計測および光度測定を実施し、連星を検出・特徴づけた。
• 検出限界を角度距離関数として、対比限界（ΔH、ΔKs、ΔNB）として計算し、特定のスペクトル型の連星が存在しないことを除外した。
• 減光補正を光度法則に基づいて行い、検出された天体の固有等級およびスペクトル型を推定した。
• 物理的関連性を評価するために、ハッブル宇宙望遠鏡、UV分光法、スペッケル干渉計の先行観測結果と照合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 η Aqlの周囲に検出された広い連星の性質およびスペクトル型は何か。また、それらはUV分光法による先行推定（B9.8V型星）とどのように対比されるか。
• RQ2 0.2 arcsec以上の距離で、クラシカル・セフェイドの周囲に連星を検出可能な対比限界は何か。また、どのスペクトル型の連星が除外可能か。
• RQ3 適応光学画像法は、径速度法や干渉計法では検出されないほど広い距離にある連星を検出可能か。
• RQ4 η Aqlの周囲に検出されたF型連星は物理的にセフェイド系に結合しているのか。その性質を確認するにはどのような追加観測が必要か。
• RQ5 フィルターおよび距離に応じた検出限界はどのように変化するか。また、VLT/SPHEREやGemini/GPIなどの将来的な観測装置にどのような意味を持つのか。

主な発見

• η Aqlの周囲に、ρ = 654.7 ± 0.9 mas、PA = 92.8°の位置に連星が検出され、減光補正済みH等級は9.34 ± 0.04 magであった。
• 連星のスペクトル型はF1VからF6Vの間にあると制限され、UVスペクトルから推定されたB9.8V型星とは一致しない。
• Y Oph、FF Aql、X Sgr、W Sgr、η Aqlの各天体の視野内において、0.2 arcsec以上の距離で他の連星は検出されなかった。
• r > 0.2 arcsecの範囲では、Y OphではB7V型より早い連星、FF AqlではA9V型、X SgrではA9V型、W SgrではA1V型、η AqlではG5V型より早い連星が除外された。
• 0.1 arcsec < r < 0.2 arcsecの範囲では、Y OphではO9V型より早い連星、FF AqlではB3V型、X SgrではB4V型、W SgrではB2V型、η AqlではB2V型より早い連星が除外された。
• 検出された連星は、狭帯域では7σ、Hバンドでは3σ、Ksバンドではわずかに検出可能（3σ未満）であり、近赤外域で著しい放射量の過剰があることが示された。