[论文解读] The origin of circumstellar features in the spectra of hot DA white dwarfs

N. J. Dickinson, M. A. Barstow+5 more|arXiv (Cornell University)|Mar 23, 2012

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 13

一句话总结

本研究分析了23颗热DA型白矮星，以确定其远紫外光谱中围绕恒星的吸收特征的起源。通过与星际介质（ISM）组分的径向速度比较，识别出八颗恒星存在电离的围绕恒星物质，其中部分特征与ISM电离或小行星碎片的蒸发一致，而其他特征则表明存在局部电离或未探测到的ISM组分。

ABSTRACT

We have analysed a sample of 23 hot DAs to better understand the source of the circumstellar features reported in previous work. Unambiguous detections of circumstellar material are again made at eight stars. The velocities of the circumstellar material at three of the white dwarfs are coincident with the radial velocities of ISM along the sight line to the stars, suggesting that the objects may be ionising the ISM in their locality. In three further cases, the circumstellar velocities are close to the ISM velocities, indicating that these objects are either ionising the ISM, or evaporated planetesimals/material in a circumstellar disc. The circumstellar velocity at WD 1614-084 lies far from the ISM velocities, indicating either the ionisation of an undetected ISM component or circumstellar material. The material seen at WD 0232+035 can be attributed to the photoionisation of material lost from its M dwarf companion. The measured column densities of the circumstellar material lie within the ionised ISM column density ranges predicted to exist in hot DA Stromgren spheres.

研究动机与目标

• 确定热DA型白矮星远紫外光谱中非光谱成分、高电离吸收特征的起源。
• 通过比较径向速度，区分围绕恒星物质与星际介质（ISM）的吸收。
• 评估围绕恒星特征是否源于电离ISM、恒星质量损失，或来自解体小行星的物质。
• 评估白矮星斯特朗姆伦球在电离周围气体中的作用。
• 识别出围绕恒星物质被明确探测到的具体恒星，并表征其运动学特性。

提出的方法

• 分析来自哈勃空间望远镜（HST）和IUE的23颗热DA型白矮星的远紫外光谱。
• 测量高电离谱线（C iv、Si iv、N v、O v、Si ii）的径向速度，以识别非光谱成分。
• 将围绕恒星谱线速度与本地ISM模型和LISM图中的ISM速度进行比较。
• 使用叠加光谱和多组分拟合检测微弱或重叠的围绕恒星特征。
• 评估围绕恒星离子的柱密度（N），并与斯特朗姆伦球中的预测值进行比较。
• 评估双星伴星、红外过量以及光学发射线，以排除其他可能的起源。

实验结果

研究问题

• RQ1 热DA型白矮星远紫外光谱中观察到的非光谱吸收特征的起源是什么？
• RQ2 观测到的围绕恒星特征是由于视线方向上电离的星际介质（ISM），还是白矮星系统的本征特征？
• RQ3 围绕恒星特征的径向速度与ISM速度相比如何？这对其起源有何含义？
• RQ4 围绕恒星物质能否由本地ISM的电离、小行星碎片的蒸发或恒星质量损失来解释？
• RQ5 是否存在围绕恒星物质在运动学上明显区别于ISM和光谱成分的情况，表明存在局部来源？

主要发现

• 在所研究的23颗热DA型白矮星中，有八颗明确探测到围绕恒星物质。
• 在三颗恒星中，围绕恒星速度与视线方向ISM的径向速度一致，表明白矮星可能电离了本地ISM。
• 在另外三例中，围绕恒星速度接近ISM速度，表明可能存在ISM电离或来自围绕恒星盘的蒸发。
• 对于WD 1614−084，围绕恒星速度显著偏离ISM速度，表明可能是未探测到的ISM组分被电离，或存在局部围绕恒星物质。
• 在WD 0232+035中，围绕恒星特征被归因于其M型伴星物质被光致电离。
• 测量到的围绕恒星离子柱密度（例如，WD 2218+706中N(C iv) = 1.19×10¹³ cm⁻²）处于白矮星斯特朗姆伦球预测的范围内。