[论文解读] Short-term variability and mass loss in Be stars IV. Two groups of closely spaced, approximately equidistant frequencies in three decades of space photometry of $ν$ Puppis (B7-8 IIIe)

D. Baade, A. Pigulski+14 more|arXiv (Cornell University)|Aug 30, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 77被引用 4

一句话总结

本研究分析了ν Puppis这颗B7-8 IIIe型Be星过去30年的空间测光与光谱数据，揭示了两组非径向脉动（NRP）频率，其间隔约为0.0021天周期。这两组频率长期保持稳定，尤其是近乎等间距的分布，表明存在一种协调的脉动机制控制角动量损失，支持非径向脉动在驱动Be星质量喷射事件中的作用。

ABSTRACT

In early-type Be stars, groups of nonradial pulsation (NRP) modes with numerically related frequencies may be instrumental for the release of excess angular momentum through mass-ejection events. Difference and sum/harmonic frequencies often form additional groups. The goal of this study is to find out whether a similar frequency pattern occurs in the cooler third-magnitude B7-8\,IIIe shell star $ν$ Pup. Time-series analyses are performed of space photometry with BRITE-Constellation (2015, 2016/17, and 2017/18), SMEI (2003--011), and Hipparcos (1989-1993). Two IUE SWP and 27 optical echelle spectra spanning 20 years were retrieved from various archives. The optical spectra exhibit no anomalies or well-defined variabilities. A magnetic field was not detected. All three photometry satellites recorded variability near 0.656 c/d which is resolved into three features separated by ~0.0021 c/d. First harmonics form a second frequency group, also spaced by ~0.0021 c/d. The frequency spacing is very nearly but not exactly equidistant. Variability near 0.0021 c/d was not detected. The long-term frequency stability could be used to derive meaningful constraints on the properties of a putative companion star. The IUE spectra do not reveal the presence of a hot subluminous secondary. $ν$\,Pup is another Be star exhibiting an NRP variability pattern with long-term constancy and underlining the importance of combination frequencies and frequency groups. The star is a good target for efforts to identify an effectively single Be star.

研究动机与目标

• 研究ν Puppis在长达三十年的测光数据中是否存在非径向脉动（NRP）频率模式。
• 确定观测到的频率群是否长期稳定，并可用于约束潜在伴星的性质。
• 评估该星的测光与光谱行为是否支持其为有效单星Be星且由脉动驱动质量喷射的假设。
• 探讨组合频率（和与差）在塑造观测到的变异性及角动量输运中的作用。

提出的方法

• 对BRITE-Constellation（2015年，2016/17年，2017/18年）、SMEI（2003–2011年）和Hipparcos（1989–1993年）的空间测光数据进行时间序列分析。
• 分析了27组光学阶梯光谱及两组IUE SWP光谱，覆盖20年时间，以评估光谱变异性并检测磁场。
• 识别并表征了两组靠近0.656天周期的紧密间隔、近似等间距频率，间距约为0.0021 c/d。
• 研究频率模式的长期稳定性，以推断对潜在伴星的约束。
• 评估组合频率（谐波、和频、差频）的存在，以评估其在脉动结构中的作用。
• 采用测光多普勒位移建模，对潜在伴星的轨道参数施加限制。

实验结果

研究问题

• RQ1 ν Puppis的长期测光观测是否揭示了稳定且可重复的频率模式，表明存在非径向脉动？
• RQ2 ν Puppis中观测到的频率群是否与涉及组合频率的分层脉动模型一致？
• RQ3 能否利用频率间距的长期稳定性（约0.0021 c/d）来约束潜在伴星的轨道参数？
• RQ4 是否存在磁场或光谱异常的证据，表明存在双星系统或复杂的包层结构？
• RQ5 鉴于其稳定的频率模式且未检测到伴星信号，ν Puppis是否表现出有效单星Be星的特征？

主要发现

• 在约0.656天周期附近分辨出三个独立的测光频率，间隔约为0.0021天周期，且在数十年间表现出极高的长期稳定性。
• 识别出第二组组合频率（可能为和频或差频模式），同样以约0.0021天周期的间距分布，表明存在嵌套的脉动结构。
• 频率间距非常接近等间距，但并非完全相等，提示存在复杂且可能非线性的脉动机制。
• 未在ν Puppis中检测到显著磁场，光学光谱亦无异常或强变异性，支持其作为单星的分类。
• IUE数据中未发现热亚矮次星，排除了存在热伴星的紧密双星系统。
• 长期测光稳定性与简单的频率谱使ν Puppis成为研究有效单星Be星中脉动驱动质量喷射的理想候选者。