2019年度VLBI懇談会シンポジウム@大妻女子大学

変光周期1000日を超える
OH/IR星 NSV17351の位置天文観測
鹿児島大学大学院 理工学研究科 1年 守田 篤史
中川亜紀治(鹿児島大学)、倉山智春(帝京科学大学)、須藤広志(岐阜大学)、加世田大地、松野雅子、湯田晶斗(鹿児島大学)、VERAプロジェクト

Introduction
今までVLBI観測例のない長周期サンプル→ OH/IR星▶OH/IR星とは？
・中小質量星(0.8~8M⊙)の進化末期(AGB段階)
・惑星状星雲段階移行の直前の瞬間(te Lintel Hekkert+1991; Etoka&Diamond 2006)
・質量放出率は激しいもので10­4M⊙yr-1(te Lintel Hekkert+1991)
・星周にH2O、SiO、OHメーザーが付随
・変光周期1000日を超える天体が多数確認

目的
ミラ型変光星̶>OH/IR星
恒星進化の理解について、メーザー分布及び、メーザーのスペクトル、変光周期から迫る

https://veraserver.mtk.nao.ac.jp

ObservationsVLBI観測
・望遠鏡：VERA4局

・観測天体：NSV17351 & J0709-1127

・観測周波数：22GHz(水メーザー)・観測期間：2018年4月〜2019年6月

・速度分解能：0.42 km s-1
・観測回数

：11観測

単一鏡観測
・望遠鏡

：VERA入来局20m電波望遠鏡

・観測周波数：22GHz(水メーザー)
・速度分解能：0.42 km s-1
・1σノイズレベル：0.05 K (1 Jy)
・観測頻度：およそ1ヶ月に1回・目的(i)NSV17351水メーザー強度のモニター(ii)変光周期の見積もり

NSV17351を可視光で見た画像(上図)と近赤外で見た画像(下図)Results(１)：maser monitoring
単一鏡観測

水メーザー積分強度の時間変動

積分強度[K*km/s]

Flux density [Jy]2018年4月22日観測の水メーザースペクトル

LSR velocity [km/s]

MJD

・VLSR =40km/s、60km/sに代表的な成分を示すダブルピーク
・水メーザー積分強度の時間変動をsin関数でフィッティング

周期＝1100日

Results(２)：VLBI observations
天球面上でのメーザースポットの動き

年周視差の振動成分

Oﬀset [mas]DEC Oﬀset [mas]RA方向

RA Oﬀset [mas]Parallax：π=0.251 0.014 [mas]Distance：D=3.98 +0.24
[kpc]
-0.21
メーザーの平均運動μ=(-1.20 0.12, 1.30 0.18) [mas/yr]

DEC方向

Year
● -> VLSR = 38.73 km/s
● -> VLSR = 40.41 km/s

Results(３)：maser distrobutions & internal motions
・全観測で27個のメーザースポットを検出

-85

62.5
60

-9055
-100

LSR velocity (km/s)

DEC Decl.
Oﬀset
offset [mas](mas)

57.5・✖印は分布から予測した中心星の位置

-95

52.5✖

-105

50

47.5-11045・半径50AU程度で分布- 中心領域に最も青方偏移するメーザー- それ以外はその周りに散在-115
42.55 km/s
-120-12540

135

130

125120115
110
R.A. offset (mas)10510095

RA Oﬀset [mas]

天球面上の水メーザーの分布と平均固有運動に対するメーザーの運動

37.5・平均7km/sの拡がるような運動→典型的なミラ型変光星と同様(Bowers & Johnston 1994)

Discussion(１)：acceleration of water maser
1991年 鹿島34m(Takaba+1994)

2009年 KVN21m(Kim+2010)2018年 VERA IRIKI20m(our result)
4060

Discussion(１)：acceleration of water maser
blueshift成分とredshift成分の速度差の時間変化を調査

0.08 km s-1 yr-1

Δvelocity [km/s]

加速度 0.21

ΔV = |Vblue ー Vred|
約40年間でΔVがどの程度変化したか調査
加速度 0.21 0.08 km s-1 yr-1→→→加速を捉えた！！
▶加速現象の解釈

星の物理状態の変化
輻射圧の増大→mass-loss増加
観測年が原因でメーザー放射領域の速度場が加速を起こした

Discussion(１)：acceleration of water maser
40年間の加速現象のイメージ

masing shell

時間ー🌟

H2O maser🌟

H2O maserV

H2O 小40年

VH2O 大ーー星

半径・同じメーザーが加速される様子が見え続けたのかどうか。
→メーザーの寿命と強度変動の様子からは考えにくい→メーザーシェルの速度場の変化を、スペクトルを通して捉えたと推測

Discussion(１)：evolutionary phase for NSV17351
NSV17351

OHメーザー
1978年 400mJy星の物理状態が変化

OHメーザー強度増大の可能性(Le Squeren et al.1979)

Flux density [Jy]仮説

1612 MHz OHメーザースペクトル

LSR velocity [km/s]

・ミラ型変光星からOH/IR星の段階へ移行した可能性→AGBの進化理解に重要
OHメーザーの観測で確かめていく必要あり

Discussion(２)：similarity with OH：①maser distribution

DEC Oﬀset [mas]NSV17351
水メーザー

OH 138.0+7.2
OHメーザー✖

RA Oﬀset [mas]・中心星の位置付近に最も青方偏移する水メーザー
・それ以外のスポットは、その周りに散在・青方偏移成分と赤方偏移成分が、星の手前と奥に存在、視線方向に重なっている。
→1612MHz OHメーザーの分布と似ている

Discussion(２)：similarity with OH：②shape of spectrum

22GHz H2O maser(our result)
1612GHz OH maser(Le Squeren et al.1979)

・NSV17351の水メーザースペクトルとOHメーザースペクトルを重ねてみる→ 形状が酷似- エミッションが切り立った形状- U字型の窪み→水メーザーがOHメーザーと同じような状態にあると予測される
最も青方偏移するメーザーの運動については未解決・・・

Summary
・VERAを用いてNSV17351の年周視差を計測
・メーザーはおよそ半径50AU内で等方的に分布、ある点から外側に拡がるような運動- 水メーザーの空間分布がOHメーザーの空間分布と似ていることが示唆された
・NSV17351の水メーザー強度変動モニタリングから周期1100日と推定- まだ1フェーズしか捉えられていないので引き続きのモニター観測・40年間で水メーザーの速度が増大、加速度0.21

0.08 km s-1 yr-1 を得た- メーザーシェルの速度場が変化→星周の物理状態の変化(質量放出、進化段階)を示唆- ミラ型変光星からOH/IR星への進化の証拠となるサンプルである可能性

ご静聴ありがとうございました