[论文解读] Planetary nebulae that might have been shaped by a triple stellar system

Ealeal Bear, Noam Soker|arXiv (Cornell University)|Jun 27, 2016

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 3

一句话总结

本研究基于解析图像中行星状星云（PNe）形态不对称性的分析，提出约13–21%的行星状星云可能由三合星系统塑造。通过采用非轴对称及非镜像对称结构的加权分类系统（eta_t=1，eta_l=0.67，eta_m=0.33），作者识别出显著比例的PNe，其形态可能由前身系统中的第三颗恒星影响所致。

ABSTRACT

We examine the images of hundreds of planetary nebulae (PNe) and find that about one in six PNe might have been shaped by an interacting triple stellar progenitor. For resolved images we classify PNe by one of four categories. (1) PNe that show no need for a tertiary star to account for their morphology. (2) PNe whose structure posses a pronounced departure from axial-symmetry and/or mirror-symmetry. We classify these as `having a triple stellar progenitor'. (3) PNe whose morphology possesses departure from axial-symmetry and/or mirror-symmetry, but not as pronounced as in the previous class, and are classified as `likely shaped by triple stellar system'. (4) PNe with minor departure from axial-symmetry and/or mirror symmetry that could have been as well caused by an eccentric binary system or the inter-stellar medium. These are classified as `maybe shaped by a triple stellar system'. Given a weight eta_t=1, eta_l=0.67, eta_m=0.33 to classes 2, 3 and 4, respectively, we find that about 13 - 21% of PNe have been shaped by triple stellar systems. Although in some evolutionary scenarios not all three stars survive the evolution, we encourage the search for a triple stellar systems at the center of some PNe.

研究动机与目标

• 调查在行星状星云（PNe）中观测到的形态不对称性是否可归因于三合星前身系统的影响力。
• 根据对称性特征对PNe进行分类，以区分需要第三颗恒星解释形态的星云。
• 使用加权分类方案量化由三合星系统塑造的PNe比例。
• 鼓励对具有不对称形态的PNe中心开展三合星系统的观测搜寻。

提出的方法

• 分析数百个行星状星云的解析图像，评估其与轴对称性和镜像对称性的偏离程度。
• 将PNe分为四种类别：(1) 可无第三颗恒星解释的对称形态；(2) 明显不对称（归类为‘具有三合星前身’）；(3) 中度不对称（‘可能由三合星系统塑造’）；(4) 轻微不对称（‘可能由三合星系统塑造’）。
• 为每种类别分配权重因子：类别2为eta_t=1，类别3为eta_l=0.67，类别4为eta_m=0.33。
• 通过汇总三类模糊类别中的加权贡献，计算由三合星系统塑造的PNe总比例。
• 利用加权和估算三合星系统影响星云形态的统计可能性，即使并非所有三颗恒星均在演化后仍存在。

实验结果

研究问题

• RQ1 有多少比例的行星状星云表现出需要三合星系统解释的形态特征？
• RQ2 如何对行星状星云的不对称程度进行定量分类，以区分双星与三合星前身的影响？
• RQ3 即使系统最终配置未保留全部三颗恒星，行星状星云的形态不对称性在多大程度上可归因于第三颗恒星？
• RQ4 行星状星云中的哪些形态特征最能指示三合星前身系统的存在？

主要发现

• 基于形态不对称性的加权分类，估计约13–21%的行星状星云由三合星系统塑造。
• 约六分之一的行星状星云表现出暗示其前身系统中存在第三颗恒星影响的形态特征。
• 分类系统为具有显著不对称性的PNe赋予最高权重（eta_t=1），表明三合星前身存在强证据。
• 中度不对称的PNe（类别3）获得中等权重（eta_l=0.67），表明三合星系统可能起作用，但证据较弱。
• 轻微不对称的PNe（类别4）被赋予较低权重（eta_m=0.33），表明三合星系统的影响可能性较低。
• 本研究鼓励持续开展对具有不对称形态的PNe中心三合星系统的观测搜寻。