[论文解读] The nearby eclipsing stellar system delta Velorum III. Self-consistent fundamental parameters and distance

A. Mérand, P. Kervella+7 more|arXiv (Cornell University)|Jun 13, 2011

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用 9

一句话总结

本研究利用高精度天体测量（VLT/NACO）和干涉测量（VLTI/AMBER），对邻近食双星δ Velorum A进行了自洽建模，得出其基本恒星参数和视差为39.8 ± 0.4 mas。结果得到A型双星的质量分别为2.43 ± 0.02 M☉和2.27 ± 0.02 M☉，距离为25.1 ± 0.25 pc，与Hipparcos测量值在1%精度内一致，确立了δ Vel作为早型星的重要基准系统。

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.

研究动机与目标

• 独立于Hipparcos，确定δ Velorum三合星系统中三个组分的基本物理参数（质量、半径、光度、自转）。
• 利用高精度天体测量和干涉测量，测量δ Velorum的视差，提供独立的距离估计。
• 采用自洽的物理方法，结合光变、径向速度和干涉数据，对食双星Aa-Ab进行建模。
• 评估所推导参数与恒星演化模型的一致性，并评估星际消光和距离。
• 由于其邻近、明亮且参数约束良好，将δ Vel确立为早型主序星的关键基准系统。

提出的方法

• 利用VLT/NACO自适应光学仪器，对Aab-B和Aa-Ab轨道进行高精度天体测量。
• 利用VLTI/AMBER仪器进行光学干涉测量，解析食双星Aa-Ab，测量其角直径和轨道参数。
• 将光变和径向速度光曲线的自洽建模方法应用于食对，以质量、半径、光度和自转速度作为自由变量。
• 对消光校正后的测光数据（V、K、PAH1、PAH2波段）进行谱能谱分布（SED）拟合，得到δ Vel B的有效温度和角直径（E(B-V) = 0.055）。
• 通过开普勒第三定律，利用轨道解得到的动力学质量和测得的距离，确定视差。
• 比较δ Vel B的测光质量和动力学质量，验证一致性并推断其光谱型和质量。

实验结果

研究问题

• RQ1 在自洽建模下，δ Velorum A中两颗A型恒星的基本参数（质量、半径、光度、自转）是什么？
• RQ2 δ Velorum系统的独立视差和距离是多少？与Hipparcos测量值相比如何？
• RQ3 F型第三星δ Velorum B的物理和光谱特性是什么？其测光质量与动力学质量估计有何异同？
• RQ4 δ Velorum A的推导参数在多大程度上与当前早型星的恒星演化模型一致或构成挑战？
• RQ5 δ Velorum的星际消光是多少？它如何影响SED拟合和距离测定？

主要发现

• 在自洽建模下，δ Velorum Aa-Ab中两颗A型恒星的质量分别为2.43 ± 0.02 M☉和2.27 ± 0.02 M☉，典型精度达1%。
• 系统的视差测量为39.8 ± 0.4 mas，对应距离为25.1 ± 0.25 pc，与Hipparcos测量值（40.5 ± 0.4 mas）在−1.2σ范围内高度一致。
• δ Velorum B的有效温度为6600 ± 100 K，非均匀暗化角直径为0.530 ± 0.011 mas，由此得出其物理半径为1.43 ± 0.03 R☉，光度为3.5 ± 0.2 L☉。
• δ Velorum B的测光质量估计为1.35 ± 0.1 M☉，而由轨道质量函数得出的动力学质量为1.46 ± 0.23 M☉，表明两种独立方法结果一致。
• 系统的总动力学质量为6.15 ± 0.23 M☉，通过开普勒第三定律，结合轨道解和测得的视差得出。
• 本研究证实δ Velorum是由两颗快速自转的A型恒星和一颗晚型F型恒星组成的同龄系统，是参数约束良好、具有关键意义的早型主序星基准系统。