星形成ゼミ論文速報
2013年12月号1–10本目
2014/1/10 Fri.
担当: 小屋松 進

Small vs. large dust grains in transitional disks: do different cavity sizes
indicate a planet?
A. Garufi, S. P. Quanz, H. Avenhaus, E. Buenzli, C. Dominik, F. Meru, M. R. Meyer, P. Pinilla, H, M.
Schmid, and S. Wolf
【背景】
近年, 原始惑星系円盤内でμmサイズの小さなダスト粒子とmmサイズの大きなダスト粒子で空間分布が異なることが指摘されている. 近赤外散乱
光では小さなダスト粒子に対する制限をつけることができ, この研究では10–50AUの遷移円盤表層の構造を空間分解して調べた.
【観測】
・SAO 206462 (HD 135344B)
・VLT/NACO, Polarimetric Differential Imaging (PDI)【結果】
H&Ksバンドでface-on円盤を検出. 渦状腕と穴を空間分解. 穴を小さな粒子で空間分解したのは初. 穴の大きさ(~28AU)はミリ波観測で見る大きな粒子のもの(39–50AU)よりも小さい.
円盤と伴星との相互作用で渦状腕と穴とを同時に説明できる. 惑星が存在すれば内側のガスおよび小さな粒子を剥ぎ取るとともに, 外側にpressure bumpを作って大きな粒子を集める. 解析的な見積によると, 単一の巨大惑星(5–10MJ)が17–20AUに存在することで穴の大きさを説明できる.

Radio detection of the young binary HD 160934
R. Azulay, J. C. Guirado, J. M. Marcaide, I. Martí-Vidal, and B. Arroy-Torres【背景】
前主系列星の力学質量の正確な推定は星の進化モデル(←星の質量を求めるのに用いられる)の検証に不可欠である. 若くて近傍に存在するloose associationsの連星は全メンバーが同じ年齢であり, この検証のよい候補である. こうした天体には定常的でコンパクトな電波放射をしているものがいて, VLBI位置天文学のよいターゲットである.
【観測】
AB Doradus moving groupのメンバーである連星HD160934の軌道運動をモニタリング. VLA(8.4GHz)とヨーロッパVLBIネットワーク(5GHz)の観測, および過去の軌道情報を用いた.
【結果】
HD160934AとHD160934cがVLBIのスケールで電波放射をしていて, 相対的な軌道情報を正確に求めた.
将来のモニタリングにより, Aとcのモデルに依存しない質量が求まり, 前主系列星の進化モデルの検証に使えるだろう.

Influence of the C/O ratio on titanium and vanadium oxides inprotoplanetary disks
M. Ali-Dib, O. Mousis, G. S. Pekmezci, J. I. Lunine, N. Madhusudhan, and J.-M. Petit【背景】
C/O比がガス組成に与える影響の調査は, ホット・ジュピターとその主星の金属量の関係を確立するために必要.
【方法】
主星の組成の決定とは独立に原始惑星系円盤のC/O比を求める. チタン(Ti)とバナジウム(V)の化学を調査. このふたつは可視光をよく吸収するとともに系外惑星大気の観測から酸化物がC/O比の影響を受けやすいことが知られている.
ギブスのエネルギーの最小化を用いた方法に基づく商用パッケージを利用. 原始惑星系
円盤内でのチタンとバナジウムの平衡化学を計算. C/O比0.05–10, 圧力10-6–10-2bar, 温度50–2000K.
【結果】
窒化バナジウム/酸化バナジウム(VN/VO), 水酸化チタン/酸化チタン(TiH/TiO)のガス比は円盤の高温な部分(T>1000K)ではC/O比に強く依存. これらの比がC/O比のよい指標となるだろう.

High-Resolution Near-Infrared Spectroscopy pf HD 100546. II. Analysis of
Variable Rovibrational CO Emission Lines
Sean D. Brittain, Joan R. Najita, John S. Carr, Joseph Liskowsky, Matthew R. Troutman, and Greg W.
Doppmann
2003 Jan.–2010 Dec.の4期間にHD100546のCO振動回転輝線を観測.
分光位置天文学的な(Spectroastrometric)解析を行った. Hot band linesは変化せず, 軸対称円盤中のガスで説明できる. 一方v=1–0のスペクトル線は変化.
v=1–0 P26のプロファイル
2003 対称 → 軸対称円盤
2006 プロファイルの赤側が空間的なオフセットしていない
2010 オフセットはさらに小さく
軸対称円盤の系に円盤内縁付近を公転するコンパクトなCO源を考えれば説明できる. 周惑星円盤？

On the Outer Edges of Protoplanetary Dust Disks
Tilman Birnstiel and Sean M. Andrews【背景】
星周円盤の研究は内側の難しい観測を通した惑星形成との関連づけにばかり躍起になっていて, 円盤外縁は既存の望遠鏡で簡単に観測できるのにもかかわらず関心が低い. ダスト連続波で円盤外縁を見ると鋭く減少していることが示唆されるが物理的な説明はまだない. この論文では粘性進化円盤内での粒子の成長と移動の自然な結果としてガス円盤とダスト円盤のサイズの差, ダスト円盤の鋭い外縁が導かれることをしめす【結果】
ダスト進化を解析的に取り扱うと, radiak driftとgas dragの効果によりダスト面密度分布に鋭い外縁ができる. 外側で粒子成長が十分進む前の進化の早い段階で形成され, 成長と輸送の両方がより重要になるまで長い時間保存される.
数値シミュレーションで再現. 最近のミリ波観測とも定性的に一致.

Structures in the Protoplanetary Disk of HD142527 Seen in Polarized
Scattered Light
Henning Avenhaus, Sascha P. Quanz, Hans Martin Schmid, Michaek R. Meyer, Antonio Garufi, Sebastian
Wolf, and Carsten Domink
Casassus et al. (2013)【観測】・HD142527―Herbig Ae/Be型星・VLT, NAOS/CONICA(NACO)
・H&KsバンドPDI観測【結果】
既知の構造をより明確に空間分解するとともに新しい構造を発見.
1) 6つの渦巻き構造(円盤内縁付近に新たな腕と弧)2) 偏光表面輝度に奇妙な穴(P.A. ~0º, 160º)
3) 東側の円盤内縁の壁
4) 内側円盤と外周円盤の間のギャップ
Casassus et al. (2013)のstreamer構造に対応するものは検出されなかった.
Markov-chain Monte-Carloアルゴリズムにより円盤構造のパラメータを決定.

CoRoT* 223992193: A new, low-mass, pre-main sequence eclipsing binary
with evidence of a circumbinary disk
E. Gillen, S. Aigrain, A. McQuillan, J. Bouvier, S. Hodgkin, S. H. P. Alencar, C. Terquem, J. Southworth,
N. P. Gibson, A. Cody, M. Lendl, M. Morales-Calderon, F. Favata, J. Stauffer, and G. Micela
2つのM dwarfからなる食連星CoRoT 223992193を発見. 可視(VLT/FLAMES)・近赤外(WHT/ISIS)分光観測によるフォローアップ.
【結果】
光度曲線と視線速度のモデリング・連星系の軌道解: 周期3.8745745±0.0000014dayの円軌道・星の基礎パラメータ: 質量0.67±0.01Msun, 0.495±0.007Msun, 半径1.30±0.04Rsun, 1.11+0.04-0.05Rsun
この系は観測的制限の不足しているパラメータをもっており, YSO進化モデルの検証に使える. モデルから導かれる年齢は~3.5–6Myr.
光度曲線は食以外の大きな変動も示している. SEDには中間赤外超過があり, 周連星円盤の穴の中のわずかなダストからの熱放射で説明できる. 光度変化は円盤内縁あるいは穴内部の物質によって中心星が掩蔽された結果かもしれない.

On the Origin of the Molecular Outflows in IRAS 16293–2422
Josep M. Girart, Robert Estalella, Aina Palau, José M. Torrelles, and Ramprasad Rao
SMA観測によりIRAS16293–2422(AとBからなる連星系)の分子流の起源を調べる.
【結果】
C34S: ダストと同じ位置. Aの長軸方向に速度勾配.
CO: やや高速度でAを起源とする2つの互いに直行する双極分子流を検出. Bからの単極分子流と思われていたものはAからのコンパクトな分子流の一部.
SiO: COで見られた分子流の一部. 南側(赤)ではジェットのような形状. 北側(青)ではBとの境界にはっきりとした弧が見える. Bの星周ガスと衝突しているのだろう. COも実は2つの成分が見える.

The CHESS survey of the L1157-B1 bow-shock: high and low excitationwater vapor *G. Busquet, B. Lefloch, M. Benedettini, C. Ceccarelli, C. Codella, S. Cabrit, B. Nisini, S. Viti, A. I.
Gómez-Ruiz, A. Gusdorf, A. M. di Giorgio, and L. Wiesenfeld【背景】
若い原始星に駆動される分子流は母体分子雲の運動・化学に強い影響を与える. 強いショックによりいくつかの分子種の存在量を大きく変化させるため. 水は物理状態・化学過程の影響を受けやすいためショックを受けた物質のよいトレーサーである.
【観測】
L1157分子流の最も明るいショック領域B1におけるH2Oの物理・化学状態を調査.
HerschelのHIFI, PACSで広い励起状態におよぶ13のH2Oスペクトル線を観測.
【結果】
Bow-shock領域においてLVG計算をおこなった結果, 異なる励起状態の2つのガス成分があることがわかった.
1) 広がった(~10”), 温かくて(Tkin~200–300K), 濃い(n(H2)~1–3×106cm-3)成分
2) コンパクト(2–5”)で熱く(Tkin~900–1400K), 薄い(n(H2)~103–4cm-3)成分
H2Oの存在量はそれぞれ(0.7–2)×10-6, (1–3)×10-4
もうひとつ別の吸収成分. 雲の端の水が豊富な層での氷マントルが星間輻射場によって光脱離したのだろう.

Probing interstellar extingtion near the 30 Doradus nebula with red giantstars*
Guido De Marchi, Nino Panagia and Léo Girardi
大マゼラン雲の30 Doradusから南に6 arcminに位置する3 arcmin x 3 arcminの領域の星間減光を調べた. Hubble宇宙望遠鏡によるU, B, V, I, Hαバンドによってむらのある減光が明らかとなった. およそ100天体に向かって3000–8000Åの減光則と減光の絶対値を導出し, ダスト粒子の性質に統計的に有意な制限をつけた. 減光曲線は一般的な銀河系のものやLMCで過去に求められたものよりもかなり平らであることがわかった. 求められた値RV=5.6±0.3はこの領域で大きな粒子が支配的であることを示唆している.