[论文解读] Peculiar Red Nova V838 Mon: Accretion and Interaction in a Wide Binary System after Explosion of Its Companion

V. P. Goranskij, Α. V. Zharova+3 more|ArXiv.org|Oct 10, 2008

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用 3

一句话总结

该论文提出，V838 Mon在2006年发生的类似日食的事件，是由于2002年爆发后回落的喷发物质在B3V伴星周围形成了一个瞬态、高度倾斜的吸积盘所致。自2007年起伴星的消失表明其已被膨胀的冷残骸吞噬，同时新形成的厚吸积盘持续被加热，其证据为持续存在的[FeII]发射线和光度测量中逐渐增强的红 excess。

ABSTRACT

We report the results of recent multicolor photometry and medium resolution spectroscopy of V838 Mon taken in 2007-2008. In the eclipse-like event in December 2006, the hot B3V type companion disappeared. The event accompanied by strengthening emission [FeII]/FeII lines in the spectra. We explain this event as the formation of temporal short-lived accretion disc around the hot companion. Later, in February 2007 the hot star reappeared in its full brightness, but disappeared again for a long time since September 2007. This is the engulf of B3V companion by expanding remnant of 2002 outburst. We assume that the thick accretion disc has formed around B type companion which is moving now inside the envelope of the cool star. There is some evidence of heating this disc and/or cool star envelope. We estimated the radius of expanding cool remnant in December, 2006 of about 150 A.U. or 30000 solar radii.

研究动机与目标

• 解释V838 Mon在2006年发生的类似日食事件，即B3V伴星在光学光谱中暂时消失的原因。
• 研究2006年事件期间观测到的强[FeII]/FeII发射线的性质及其对吸积过程的启示。
• 确定B3V伴星是被尘埃云遮挡、瞬态盘遮挡，还是被膨胀的冷残骸吞噬。
• 评估2002年爆发后系统的长期演化，特别是热伴星与冷恒星包层之间的相互作用。
• 对2004年至2008年V838 Mon的光度和光谱演化进行建模，重点关注吸积结构的形成与消散。

提出的方法

• 使用SAO的1米Zeiss反射望远镜和60厘米Zeiss反射望远镜，在UBVR_C I_C波段进行了多色光度观测，以追踪2004年至2008年的亮度变化。
• 利用6米 BTA望远镜获取了中等分辨率（13 Å）光谱，以分析光学光谱中的发射与吸收特征。
• 构建了光谱能量分布（SED），用于比较爆发前的双星系统、爆发后的残骸以及2006–2008年期间的演化系统。
• 利用高分辨率红外CO带测量得到的145 km/s膨胀速度（Geballe et al. 2007），估算出2006年12月冷残骸的半径为30,000 R⊙。
• 假设为圆形轨道，分离距离为150 AU，估算出轨道周期约为500年，速度约为10 km/s。
• 禁线FeII的存在以及巴尔默发射线被解释为B3V恒星周围存在电离气体的瞬态或持久吸积盘的证据。

实验结果

研究问题

• RQ1 是什么原因导致了V838 Mon在2006年发生的类似日食事件，即B3V伴星在光学光谱中消失？
• RQ2 2006年事件期间观测到的强[FeII]/FeII发射线的起源是什么？它们揭示了哪些关于吸积过程的信息？
• RQ3 为什么B3V伴星在2007年2月重新出现，但随后从2007年9月起再次消失？
• RQ4 B3V伴星与膨胀的冷残骸之间的相互作用如何随时间演化，特别是在吸积盘形成与加热方面？
• RQ5 2006年底至2008年期间光度测量中逐渐增强的红 excess 的本质是什么？它与吸积盘演化有何关联？

主要发现

• 2006年的类似日食事件，表现为U波段下降1.7等，持续70天，是由于一个瞬态、高度倾斜的吸积盘从地球视线方向遮挡了B3V伴星所致。
• B3V伴星于2007年2月重新出现，表明吸积盘已消散，但到2007年9月再次消失，表明其已被膨胀的冷残骸吞噬。
• 基于CO带测量得到的145 km/s膨胀速度，估算出2006年12月冷残骸的半径为30,000 R⊙。
• 2007年2月的光谱观测显示存在强[FeII]、FeII和Hβ发射线，而到2008年2月，这些谱线的强度减弱为原来的十分之一，表明吸积盘正在衰减。
• 2008年的光谱显示出微弱的蓝连续谱和宽的巴尔默吸收线，与通过一个浑浊、电离的壳层（内部存在空腔）观测到的B3V恒星一致。
• 从2006年底开始，系统表现出持续增强的红 excess，归因于B3V恒星在冷残骸包层内部运动时，新形成的厚吸积盘被持续加热。