VERAを用いたミラ型変光星BX Camの観測的研究
鹿児島大学大学院理工学研究科物理・宇宙専攻
修士2年 松野雅子
中川亜紀治 守田篤史 湯田晶斗 加世田大地 橋本真雄(鹿児島大学)
VERAプロジェクト

1.Introduction
1.1AGB星/ミラ型変光星

・中〜小質量星(0.8〜8[M⊙])の進化段階末期の星→最終的に白色矮星へ
・10-8〜10-6[M⊙/yr]程の質量放出があり、外層に厚いダスト層や分子ガスが存在

Herwig 2005より100~800日の長い変更周期
SiO・H2O・OHメーザーを付随

VERAを使った位置天文観測の=対象となるAGB星の星周構造や進化、
Wittkowski et al.2005より
ミラ型変光星の断面図

アウトフロー性質の理解

1.Introduction=

周期光度関係(PLR:Period-Luminosity Relation)
変光星において変光周期・絶対等級との間に成り立つ比例関係

LMC内の天体で構築されたPLR
C、Cʼ がミラ型変光星

Ita et al. 2004より

天の川銀河でもPLRの構築をめざす

2.Observation & Reduction
2.1 Target
BX Cam可視光(DSS)での画像

きりん座に位置する
ミラ型変光星Coordinate
R.A 5h46m44.4080s
Dec +69d58ʼ24.3250ʼʼ

近赤外(2MASS)での画像

・SiOメーザー(Zuckerman et al.1979)
・H2Oメーザー(Crocker et al.1983)
・OHメーザー(Ukita et al.1984)が確認されているO-rich Miraで、Spectral typeはM9.5(Solf et al.1978)

・Period486[day] (AAVSO)
・Parallax
4.13 0.25[mas]・Proper motion
μx15.53 0.32[mas/yr]
μy-33.66 0.32[mas/yr](Gaia DR2)

(Gaia DR2)

2.Observation & Reduction
2.2 VLBI Observation and single dish observation
VLBI observation
・望遠鏡：VERA4局
・観測周波数 : 22[GHz]帯・観測対象: BX Cam and J0554+6857
・観測期間: 2012/2/10~2014/11/24
・観測回数: 24観測VERA4局

Single dish observation
・周波数：22[GHz] H2O maser
43[GHz] SiO maser (v=1,v=2)
・観測期間 ：2009年11月〜2019年3月(H2O)
2018年6月〜2019年10月(SiO)
・速度分解能 : 0.42[km/s] (H20)
0.21[km/s] (SiO)
・積分時間 ：10分
VERA入来局20mアンテナ

3.Results and Discussion
3.1Single dish250
225

2012/02/20

200

SiO

Flux density [Jy]H20

Flux density[Jy]Flux density [Jy]175

2013/01/06
150
1251002014/04/2875

2016/12/135025

2018/11/19
0225-20 -17.5 -15 -12.5 -10-7.5-5-2.5
Vlsr

02.5[km/s]

57.5

1012.5

15

17.5

20200
175
150

2018/06/18(v=1)
125
100
75
5025

2018/06/27(v=2)
0-20 -17.5 -15 -12.5 -10-20-15-10-7.5-5-2.5

0

2.5

5-505
Vlsr [km/s]
LSR Velocity [km/s]

7.5

1010

12.5

1515

17.5

2020

3.Results and Discussion
3.2Parallax and Stellar Property
2.5

位相補償解析により、21観測で水メーザー検出(視線速度：-7.70〜-15.69[km/s])→視線速度-9.81〜-14.43[km/s]で検出された
7つのスポットを使用し、年周視差を導出

21.5

RA Offset (mas)

10.5
0-0.5
-1-1.5-2-2.5

2013

2014

2015

-1.5

年周視差 π = 1.73 0.03[mas]距離 D = 0.58 0.01[kpc]-2

Dec Offset (mas)-2.5-3-3.5-4Gaia DR2-4.5

年周視差 π = 4.13 0.25[mas]-5-5.5
2013

2014
YearR.A(上)/Dec.(下)の年周視差振動成分

2015

距離 D = 0.24 0.04[kpc]3.Results and Discussion
Period Luminosity
Luminosity relationofMilkyMilkyWayWay
Periodrelation in-12-11-10Mk-9-8
VERA年周視差使用
BX Cam-7-6

Nakagawa et al 2016
Mk =-3.52logP+1.09 0.14

Gaia年周視差使用
BX Cam-52 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75 2.8 2.85 2.9 2.95 3
BX Camの見かけの等級：1.05等
LogP(Olivier et al 2001)

3.Results and Discussion
3.3Parallax and Stellar Property
Stellar Luminosity L*星の光度と放射等級には、絶対放射等級 Mbol = 4.74 - 2.5log(L*/L⊙)が成り立つ

Vband見かけ等級 : 15.00[mag] *(AAVSO)
Kband見かけ等級 : 1.05[mag]*(Olivier et al.2001)(V-K)の色 =13.95 、BCk = 3.26BCλ=mbol - mλ= Mbol - MλBessell & Wood et al.1984より(V-K)に対する放射補正関係式

見かけ輻射等級mbol = 4.31
絶対放射等級 Mbol = -4.46

BCk = 20.66-19.2 (V-K)/1.0-5.5 (V-K)

Log(L*/L⊙) = 2.94
L* = 866[L⊙](Gaia年周視差使用)

Log(L*/L⊙) = 3.68
L* = 4800[L⊙](VERA年周視差使用)

3.Results and Discussion
3.3 Maser Distribution and proper motion

21回のVLBI観測により、計68個の水メーザースポットを検出

固有運動80[AU]3つの領域の運動の平均を取り、系の平均運動を導出
μx = 13.50
μy =-34.34

0.15[mas/yr]
0.16[mas/yr]

Gaia DR2μx = 15.53 0.32[mas/yr]
μy =-33.66 0.32[mas/yr]
14[km/s]

30[AU]

3.Results and Discussion
3.3 Maser Distribution and proper motion

メーザースポットの運動
各メーザー群の天球面での運動
内部運動[mas/yr]

内部運動[km/s]

80[AU]

R.A

Dec.

R.A

Dec.

北-0.45

4.34

-1.29

11.89

中央

-0.001-0.035-0.003-0.097

南

0.45

-4.29

1.25

-11.78双極流的アウトフローの様子

14[km/s]
30[AU]

4. Conclusion

4.1 Conclusion
・2012年から2014年に及ぶVLBI観測により、BX Camの年周視差π=1.73 0.01[mas]、距離D=0.58 0.01[kpc]と、高精度で測定することができた。
・VLBIで得られた年周視差を使用して光度を求めたところ、4800L⊙、Gaia DR2のの値だと866⊙であり、VERAで得られた年周視差が信頼できるとした・水メーザーは南北80[AU]、東西30[AU]で4つのメーザー群に分かれ分布しており、南北に向かって広がる双極流的アウトフローの様子を示した。
・絞られていたアウトフローが見えているため、symbiotic starなどの考察も検討→現状ではデータのエントリーなし(UV,X-Ray,etc…)

おわり3.Results and Discussion
Mira-spectra-2color-diagram
3
赤のドット：大マゼラン雲のC-richのミラ型変光星
青のドット：大マゼラン雲のO-richのミラ型変光星: PLRの想定値より低かったミラ型変光: PLRの想定値より高い、線に乗ったミラ型変光星

2.52J-HOZ Gem

V837 Her

1.5

W Leo

UX CygBX Cam
U Her
R Cnc
T Lep

1

R LMi
SY Scl
R Cas

S CrB

R Hya

AP LynX Hya
SY Aql

U Lyn
R UMa

RR Aql
T UMa

0.5

U Lyn
Y Lib

R Peg
R Aqr

000.5

11.5
H-K

22.5