[논문 리뷰] The nearby eclipsing stellar system delta Velorum III. Self-consistent fundamental parameters and distance

A. Mérand, P. Kervella외 7명|arXiv (Cornell University)|2011. 06. 13.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 1인용 수 9

한 줄 요약

이 연구는 고정밀 천체측량(VLT/NACO)과 간섭계(VLTI/AMBER)를 이용하여 근접한 일식 쌍성 δ Velorum A의 자기일관성 있는 모델링을 제시한다. 병행하여 기본 항성 파arameter와 39.8 ± 0.4 mas의 파라락소를 도출하였다. 결과적으로 A형 성분에 대해 각각 2.43 ± 0.02 M☉ 및 2.27 ± 0.02 M☉의 질량을 확보하였으며, 거리는 25.1 ± 0.25 pc로 도출되었고, 이는 히파르코스 측정치와 1% 정확도로 일치하며, 초기형 항성에 대한 기준 체계로 δ Vel을 확립한다.

ABSTRACT

The triple stellar system delta Vel (composed of two A-type and one F-type main sequence stars) is particularly interesting as it contains one of the nearest and brightest eclipsing binaries. It therefore presents a unique opportunity to determine independently the physical properties of the three components of the system, as well as its distance. We aim at determining the fundamental parameters (masses, radii, luminosities, rotational velocities) of the three components of delta Vel, as well as the parallax of the system, independently from the existing Hipparcos} measurement. We determined dynamical masses from high-precision astrometry of the orbits of Aab-B and Aa-Ab using adaptive optics (VLT/NACO) and optical interferometry (VLTI/AMBER). The main component is an eclipsing binary composed of two early A-type stars in rapid rotation. We modeled the photometric and radial velocity measurements of the eclipsing pair Aa-Ab using a self consistent method based on physical parameters (mass, radius, luminosity, rotational velocity). From our self-consistent modeling of the primary and secondary components of the delta Vel A eclipsing pair, we derive their fundamental parameters with a typical accuracy of 1%. We find that they have similar masses, respectively 2.43+/-0.02Msol and 2.27+/-0.02Msol. The physical parameters of the tertiary component (delta Vel B) are also estimated, although to a lower accuracy. We obtain a parallax of 39.8+/-0.4mas for the system, in satisfactory agreement (-1.2 sigma) with the Hipparcos value (40.5+/-0.4mas). The physical parameters we derive represent a consistent set of constraints for the evolutionary modeling of this system. The agreement of the parallax we measure with the Hipparcos value to a 1% accuracy is also an interesting confirmation of the true accuracy of these two independent measurements.

연구 동기 및 목표

• 히파르코스 측정치에 의존하지 않고 δ Velorum 삼중성계의 세 성분에 대한 기본 물리적 파arameter(질량, 반지름, 빛의 세기, 자전)를 독립적으로 결정하기 위해.
• 고정밀 천체측량과 간섭계를 이용하여 δ Velorum의 파라락소를 측정함으로써 독립적인 거리 추정치를 제공하기 위해.
• 광도, 복사속도 및 간섭계 데이터를 통합한 자기일관성 있는 물리적 접근법을 사용하여 일식 쌍성 Aa-Ab를 모델링하기 위해.
• 유도된 파arameter들이 항성 진화 모델과 얼마나 일치하는지 평가하고, 간섭성과 거리 측정에 영향을 미치는 간성적 적색편이를 평가하기 위해.
• 근접성, 밝기 및 정밀하게 구해진 파arameter들로 인해 초기형 주계열 항성에 대한 기준 체계로 δ Velorum을 확립하기 위해.

제안 방법

• VLT/NACO 적응광학 장치를 이용하여 Aab-B 및 Aa-Ab 궤도의 고정밀 천체측량을 수행하였다.
• VLTI/AMBER 장치를 이용한 광학 간섭계를 통해 일식 쌍성 Aa-Ab를 해상하고, 그 각도 지름과 궤도 파arameter를 측정하였다.
• 광도 및 복사속도의 광선곡선에 대해 물리적 파arameter(질량, 반지름, 빛의 세기, 자전 속도)를 자유 변수로 사용하여 자기일관성 있는 모델링을 수행하였다.
• 붉어짐 보정(E(B-V) = 0.055)를 거친 광학적 에너지 분포(SED)를 이용하여 δ Velorum B의 유효 온도와 각도 지름을 유도하기 위해, V, K, PAH1, PAH2 대역의 광학 데이터에 대한 SED 피팅을 수행하였다.
• 궤도 해석에서 유도된 동역학적 질량과 측정된 거리를 사용하여 케플러의 제3법칙을 적용하여 파라락소를 결정하였다.
• δ Velorum B의 광학적 질량 추정치와 궤도 질량 함수로부터 유도된 동역학적 질량 추정치를 비교하여 일관성을 검증하고, 스펙트럼형과 질량을 추론하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 일식 쌍성 δ Velorum A의 두 A형 성분에 대해 자기일관성 있게 유도된 기본 파arameter(질량, 반지름, 빛의 세기, 자전)는 무엇인가?
• RQ2 독립적인 파라락소와 δ Velorum 시스템까지의 거리는 무엇이며, 히파르코스 측정치와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 F형 제3성분 δ Velorum B의 물리적 및 스펙트럼적 특성은 무엇이며, 그 광학적 질량 추정치와 동역학적 질량 추정치는 어떻게 비교되는가?
• RQ4 δ Velorum A의 유도된 파arameter들이 현재의 초기형 항성 진화 모델을 얼마나 잘 확인하거나 도전하는가?
• RQ5 δ Velorum 방향으로의 간성적 적색편이는 무엇이며, SED 피팅과 거리 측정에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 일식 쌍성 δ Velorum Aa-Ab의 두 A형 성분에 대한 질량은 각각 2.43 ± 0.02 M☉ 및 2.27 ± 0.02 M☉로 결정되었으며, 일반적으로 1%의 정확도를 확보하였다.
• 이 시스템의 파라락소는 39.8 ± 0.4 mas로 측정되었으며, 이는 거리 25.1 ± 0.25 pc에 해당하며, 히파르코스 값 40.5 ± 0.4 mas와 매우 잘 일치한다(−1.2σ).
• δ Velorum B의 유효 온도는 6600 ± 100 K이며, 가장자리 어두움을 고려한 각도 지름은 0.530 ± 0.011 mas로 도출되어 물리적 반지름은 1.43 ± 0.03 R☉, 빛의 세기는 3.5 ± 0.2 L☉로 산출되었다.
• δ Velorum B의 광학적 질량 추정치는 1.35 ± 0.1 M☉이며, 궤도 질량 함수로부터 유도된 동역학적 질량은 1.46 ± 0.23 M☉로 나타나, 독립적인 방법 간의 일관성이 확인되었다.
• 이 시스템의 총 동역학적 질량은 궤도 해석과 측정된 파라락소를 사용하여 케플러의 제3법칙을 적용하여 6.15 ± 0.23 M☉로 도출되었다.
• 이 연구는 δ Velorum이 두 개의 빠르게 자전하는 A형 성분과 늦은 F형 성분으로 이루어진 동시대 시스템임을 확인하였으며, 정밀하게 구해진 파arameter를 갖춘 초기형 주계열 항성에 대한 핵심 기준 체계로 적합하다.