準矮星

準矮星（subdwarf ）は、ヤーキスのスペクトル分類システムにおいて光度 VIの恒星であり、同スペクトル型の主系列星よりも 1.5～2等級低い光度を持つ恒星と定義されます。ヘルツシュプルング・ラッセル図では、準矮星は主系列よりも下に位置するように見えます。[ a ]

「準矮星」という用語は、 1939年にジェラルド・カイパーによって造語され、以前は「中間白色矮星」と呼ばれていた異常なスペクトルを持つ一連の星を指すために使われました。[ 1 ]（p 87）

カイパーがこの用語を考案して以来、準矮星という分類は当時知られていたよりも低質量の星にも拡張されました。天文学者たちは、全く異なる青白色の準矮星のグループも発見しており、それらは2つの明確なカテゴリーに分かれています。

冷赤色矮星

通常の主系列星と同様に、低温準矮星（スペクトル型G～M）は水素の核融合反応でエネルギーを生成する。これらの星の光度が低い理由は、金属量が少ないためである。これらの星はヘリウムより重い元素に富んでいない。金属量が低いことで外層の不透明度が低下し、放射圧も低下し、結果として同じ質量に対してより小型で高温の星となる。[ 2 ]また、この不透明度が低いため、同じスペクトル型ではI族の星に比べて紫外線を多く放射することができ、紫外線超過として知られる特徴を持つ。[ 1 ] (p 87–92) 通常、天の川銀河のハローに属し、太陽に対する相対的な空間速度が高いことが多い。[ 3 ]

スペクトル型がL型とT型の低温準矮星も存在し、例えばスペクトル型がsdT6.5のULAS J131610.28+075553.0がある。[ 3 ]

冷準矮星のサブクラスは以下のとおりである: [ 4 ] [ 5 ]

冷亜矮星
例:カプテインのスター(sdM1)、GJ 1062 (sdM2.5)
極度準矮星
例: APMPM J0559-2903 (esdM7) [ 6 ]
超準矮星
例: LSPM J0822+1700 (usdM7.5) [ 5 ]

L型、T型、Y型の準矮星

準矮星の金属量が低いのは、その古い年齢と結びついている。初期宇宙はヘリウムより重い元素の含有量が少なく、金属量の低い恒星や褐色矮星が形成された。その後の超新星爆発、惑星状星雲、中性子星の合体によって初めて、宇宙に重い元素が豊富になった。そのため、古い準矮星は、主に厚い円盤や銀河ハローなど、天の川銀河の古い構造に属することが多い。厚い円盤やハロー内の天体は、より若い薄い円盤に属する太陽と比較して空間速度が速い。高い固有運動を利用して準矮星を発見できる。さらに、準矮星は、太陽の金属量を持つ準矮星とは異なるスペクトル特性を持っている。すべての準矮星は、近赤外線スペクトル、主にHバンドとKバンドが抑制されているという共通点がある。金属量が低いと、水素の衝突誘起吸収が増加し、この近赤外線スペクトルが抑制される。これは、太陽程度の金属量を持つ褐色矮星と比較して、青色赤外線として観測されます。金属量の低さは、L型亜矮星では0.7μmのCaHとTiOの吸収帯が深くなる、初期L型亜矮星では0.8μmのVOの吸収帯が弱くなる、中期から後期L型亜矮星では0.99μmのFeHの吸収帯が強くなるなど、他の吸収特性も変化させます。 [ 7 ] 2MASS J0532+8246は2003年に最初のL型亜矮星として発見され、[ 8 ]後に極度亜矮星として再分類されました。[ 7 ] L型準矮星にはM型準矮星に似たサブタイプがあります。準矮星（sd）、極度準矮星（esd）、超準矮星（usd）のサブタイプは、対数スケールで定義される太陽の金属量と比較して、金属量が減少することで定義されます。[ 7 ]

  • 準矮星は −1.0<[FeH]⋆≤−0.3 、{\displaystyle \ -1.0<{\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\star }\leq -0.3\ ,}
  • 極度準矮星は、 −1.7<[FeH]⋆≤−1.0 、{\displaystyle \ -1.7<{\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\star }\leq -1.0\ ,}
  • 超準矮星は [FeH]⋆≤−1.7 。{\displaystyle \ {\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\star }\leq -1.7~.}
  • 定義により、太陽がスケールを設定します。 [FeH]⊙≡0 、{\displaystyle \ {\bigl [}{\tfrac {\mathsf {Fe}}{\mathsf {H}}}{\bigr ]}_{\odot }\equiv 0\ ,}

T型準矮星については、準矮星と極度準矮星のごく一部しか知られていない。[ 9 ]

2MASSI J0937347+293142は、2002年にT型準矮星候補として発見された最初の天体であり[ 8 ]、2006年に金属量が低いことが確認されました。[ 10 ] T型の最初の2つの極度準矮星は、 Backyard Worldsプロジェクトの科学者とボランティアによって2020年に発見されました。T型の最初の極度準矮星は、WISEA 0414−5854とWISEA 1810−1010です。[ 9 ] T型およびY型の準矮星は、炭素濃度が低いため、大気中のメタンが少なくなります。これにより、同様の温度で太陽の金属量を持つ天体と比較して、W1-W2（WISE）またはch1-ch2（スピッツァー）の色が青くなります。[ 11 ] T型惑星の色を単一の分類基準とすることは誤解を招く可能性がある。最も近い直接撮影された太陽系外惑星であるCOCONUTS-2bは、高い接線速度を示さないにもかかわらず、その色からT型準矮星として分類された。2021年にようやく太陽系外惑星として特定された。[ 12 ]

Y型準矮星の候補として初めて発見されたのは2021年、褐色矮星WISE 1534–1043です。スピッツァー宇宙望遠鏡の観測では、この星は中程度の赤色を示しています（ch1-ch2 = 0.925±0.039 mag）。Jとch2の間の非常に赤い色（J-ch2 > 8.03 mag）と絶対輝度から、ch1-ch2の色は2.4～3 mag程度と、はるかに赤くなると考えられます。新しい準矮星モデルとの一致、そして200 km/sという高い接線速度から、Kirkpatrick、Maroccoら（2021）は、最も可能性の高い説明は、低温で金属含有量が非常に少ない褐色矮星、おそらくY型準矮星の最初のものであると主張しています。[ 13 ]

連星は、これらの準矮星の年齢と質量を決定するのに役立つ。準矮星VVV 1256−62B（sdL3）は、ハロー白色矮星の伴星として発見され、その年齢は84億年から138億年と測定された。質量は84～87 M Jであり、VVV 1256−62Bは赤色矮星である可能性が高い。[ 14 ]準矮星Wolf 1130C（sdT8）は、100億年以上古いと推定される古い準矮星-白色矮星連星の伴星である。質量は44.9 M Jであり、褐色矮星である。

冷準矮星の例

高温（青色）準矮星

青みがかったスペクトル型O型およびB型の高温亜矮星は、低温亜矮星とは全く異なる種類の天体であり、「極端水平分枝星」とも呼ばれます。高温亜矮星は、赤色巨星が核でヘリウムの核融合が始まる前に外層の水素層を失うことで生じる、一部の星の進化における後期段階を表しています。

水素外殻が早期に失われる理由は不明ですが、連星系における恒星間の相互作用が主なメカニズムの一つと考えられています。単独の準矮星は、2つの白色矮星の合体、または恒星間伴星からの重力の影響によって形成される可能性があります。B型準矮星は白色矮星よりも明るく、球状星団や楕円銀河などの古い恒星系の高温星集団において重要な構成要素です。[ 15 ] [ 16 ]

重金属準矮星

重金属準矮星は、重金属の濃度が高い高温準矮星の一種です。検出された金属には、ゲルマニウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、鉛などがあります。既知の重金属準矮星には、HE 2359-2844、LS IV-14 116、HE 1256-2738などがあります。[ 17 ]

脚注

  1. ^ a bホットサブドワーフは、今のところ比較的稀にしか見られない恒星であり、HR図上での位置は通常示されていません。右側のHR図では、主系列より1つ下の「系列」の位置に位置します。

参考文献

  1. ^ a bクロスウェル、K. (1995). 『天空の錬金術』 ニューヨーク：オックスフォード大学出版局. pp.  87– 92.
  2. ^ Kaler, James (1989).星とそのスペクトル. ケンブリッジ, イギリス: Cambridge UP. p. 122.
  3. ^ a bバーニンガム, ベン; スミス, L.; カルドーソ, CV; ルーカス, PW; バーガッサー, アダム J.; ジョーンズ, HRA; スマート, RL (2014年5月). 「T6.5準矮星の発見」 .王立天文学会月報. 440 (1): 359– 364. arXiv : 1401.5982 . Bibcode : 2014MNRAS.440..359B . doi : 10.1093/mnras/stu184 . ISSN 0035-8711 . 
  4. ^ Burgasser, Adam J.; Kirkpatrick, J. Davy (2006). 「最も低温の極限準矮星の発見」. The Astrophysical Journal . 645 (2): 1485– 1497. arXiv : astro-ph/0603382 . Bibcode : 2006ApJ...645.1485B . doi : 10.1086/504375 . S2CID 10911965 . 
  5. ^ a b Lépine, Sébastien; Rich, R. Michael; Shara, Michael M. (2007年11月). 「低質量星の改訂金属量分類：矮星（dM）、準矮星（sdM）、極度準矮星（esdM）、超準矮星（usdM）」 . Astrophysical Journal . 669 (2): 1235– 1247. arXiv : 0707.2993 . Bibcode : 2007ApJ...669.1235L . doi : 10.1086/521614 . ISSN 0004-637X . 
  6. ^ Schweitzer, A.; Scholz, R.-D.; Stauffer, J.; Irwin, M.; McCaughrean, MJ (1999). 「APMPM J0559-2903: 知られている中で最も低温の極度準矮星」.天文学と天体物理学. 350 : L62.書誌コード: 1999A&A...350L..62S .
  7. ^ a b c Zhang, ZH; Pinfield, DJ; Gálvez-Ortiz, MC; Burningham, B.; Lodieu, N.; Marocco, F.; et al. (2017年1月). 「原始の超低質量星と褐色矮星 - I. 6つの新しいL型準矮星、分類、大気特性」 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 464 (3): 3040– 3059. arXiv : 1609.07181 . Bibcode : 2017MNRAS.464.3040Z . doi : 10.1093/mnras/stw2438 . ISSN 0035-8711 . 
  8. ^ a b c Burgasser, Adam J.; Kirkpatrick, J. Davy; Burrows, Adam; Liebert, James; Reid, I. Neill; Gizis, John E.; et al. (2003年8月). 「初の恒星下準矮星？ハロー運動を伴う金属欠乏L型矮星の発見」. The Astrophysical Journal . 592 (2): 1186– 1192. arXiv : astro-ph/0304174 . Bibcode : 2003ApJ...592.1186B . doi : 10.1086/375813 . ISSN 0004-637X . S2CID 11895472 .  
  9. ^ a b Schneider, Adam C.; Burgasser, Adam J.; Gerasimov, Roman; Marocco, Federico; Gagne, Jonathan; Goodman, Sam; et al. (2020年7月24日). 「WISEA J041451.67-585456.7とWISEA J181006.18-101000.5：最初の極端T型準矮星？」 . The Astrophysical Journal . 898 (1): 77. arXiv : 2007.03836 . Bibcode : 2020ApJ...898...77S . doi : 10.3847/1538-4357/ab9a40 . ISSN 1538-4357 . S2CID 220403370。  
  10. ^ Burgasser, Adam J.; Burrows, Adam; Kirkpatrick, J. Davy (2006). 「既知の最も冷たい褐色矮星の物理的特性を決定する方法」. The Astrophysical Journal . 639 (2): 1095– 1113. arXiv : astro-ph/0510707 . Bibcode : 2006ApJ...639.1095B . doi : 10.1086/499344 . ISSN 0004-637X . S2CID 9291848 .  
  11. ^マイスナー, アーロン・M.; シュナイダー, アダム・C.; ブルガッサー, アダム・J.; マロッコ, フェデリコ; ライン, マイケル・R.;ファハティ, ジャクリーン・K .; 他 (2021年6月2日). 「裏庭の世界から新たに発見された極端T型準矮星候補：惑星9市民科学プロジェクト」 .アストロフィジカル・ジャーナル. 915 (2): 120. arXiv : 2106.01387 . Bibcode : 2021ApJ...915..120M . doi : 10.3847/1538-4357/ac013c .
  12. ^ Zhang, Zhoujian; Liu, Michael C.; Claytor, Zachary R.; Best, William MJ; Dupuy, Trent J.; Siverd, Robert J. (2021-07-01). 「COCONUTSプログラムによる2番目の発見：10.9 pcの若いM型矮星を周回する冷たい広軌道太陽系外惑星」 . The Astrophysical Journal Letters . 916 (2): L11. arXiv : 2107.02805 . Bibcode : 2021ApJ...916L..11Z . doi : 10.3847/2041-8213/ac1123 . S2CID 236464073 . 
  13. ^カークパトリック, J. デイビー; マロッコ, フェデリコ; ケイゼルデン, ダン; マイスナー, アーロン. M.; ファハティ, ジャクリーン. K.; シュナイダー, アダム. C.; 他 (2021年6月). 「謎の褐色矮星WISEA J153429.75-104303.3 (別名「事故」)」 .アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ. 915 (1): L6. arXiv : 2106.13408 . Bibcode : 2021ApJ...915L...6K . doi : 10.3847/2041-8213/ac0437 . ISSN 2041-8205 . S2CID 235651911 .  
  14. ^ Zhang, ZH; Raddi, R.; Burgasser, AJ; Casewell, SL; Smart, RL; Galvez-Ortiz, MC; Jones, HRA; Baig, S.; Lodieu, N.; Gauza, B.; Pavlenko, Ya. V.; Jiao, YF; Zhao, ZK; Zhou, SY; Pinfield, DJ (2024-07-27). 「原始の超低質量星と褐色矮星 -- VIII. 最初の年齢ベンチマークL型亜矮星、ハロー白色矮星の広い伴星」 . MNRAS . 533 (2): 1654– 1669. arXiv : 2407.19219 . doi : 10.1093/mnras/stae1851 .
  15. ^ Jeffery, C. Simon (2005). 「亜矮星Bの脈動」.天体物理学と天文学ジャーナル. 26 ( 2–3 ): 261– 271. Bibcode : 2005JApA...26..261J . doi : 10.1007/BF02702334 . S2CID 13814916 . 
  16. ^ Geier, S.; Edelmann, H.; Heber, U.; Morales-Rueda, L. (2009). 「高温準矮星HD 149382の近傍恒星下伴星の発見 ― 恒星下天体が後期恒星進化に及ぼす決定的な影響」. The Astrophysical Journal Letters . 702 (1): L96– L99. arXiv : 0908.1025 . Bibcode : 2009ApJ...702L..96G . doi : 10.1088/0004-637X/702/1/L96 . S2CID 119282460 . 
  17. ^ 「天文学者、2つの重金属星を発見」天文学、Sci-News.com、2013年8月2日。 2016年11月5日閲覧。
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