ふたご座U型星については「矮新星 」をご覧ください。
ふたご座U星 (ふたござUせい、U Geminorum、U Gem)は、ふたご座 の方角、地球 から約304光年 離れた場所にある矮新星 である[ 1] 。白色矮星 を含む連星 系で、白色矮星へ物質が降着することで、数ヶ月ごとに明るさが大きく上昇する。矮新星の典型とされた天体 で、矮新星のことを「ふたご座U型星」ということもある[ 9] 。
発見
1855年 12月15日 、ハインド が発見した[ 10] 。ハインドは、それまで星が見られなかった領域に、突如9等級 の星を観測。その3日後には、0.5等級以上暗くなり、更に4週間後には12等級以下となって、変光星 であることが明らかになった。
翌1856年 の3月26日 には、ポグソン が再び9等台でこの星を記録[ 11] 。ポグソンは更に1857年 4月の増光も観測し、ふたご座U星が周期的に増光する天体であることがわかってきた。
変光
増光
ふたご座U星の爆発的な増光を示す光度曲線(AAVSO のデータより)。黒は眼視、緑はジョンソンのV等級 での測定値を表す。横軸はユリウス日 。
ふたご座U星は、普段は14等台だが、時々5等級くらい明るくなり、明るい状態が1週間から3週間程度続く[ 12] 。この大幅な増光は、平均すると大体100日くらいの周期で繰り返されるが、それぞれの増光の間隔は大きくばらついている[ 13] 。増光には持続時間が1週間強の短いものと、持続時間が2週間前後になる長いものとがあり、それらは交互に現れることが多いが、どちらかのパターンが連続する場合もある[ 13] 。1985年 には、明るい状態が42日間と通常より大幅に長く続く増光(スーパーアウトバースト)が発生した[ 14] [ 15] 。
増光量及び増光している期間の長さは、新星 には及ばないので、ふたご座U星のような天体は矮新星と呼ばれる。ふたご座U星は、矮新星の原型であり、矮新星のことをふたご座U型星と呼ぶ場合もあるが、現在は矮新星も細分化が進んでおり、ふたご座U星は矮新星の小分類のうち、はくちょう座SS型星に分類されている[ 9] [ 2] 。
ふたご座U星は、黄道 に近い方角にあるため、6月から8月にかけては観測がほぼ不可能であるので、これまでに見逃された増光もあると考えられている[ 16] 。
食
矮新星の正体が連星系であることは、まず分光観測 からわかってきた。ふたご座U星も、パロマー天文台 での観測から、分光連星 であることがまず確認され、公転 周期も求められた[ 17] 。やや遅れて、ローウェル天文台 での測光観測 から、ふたご座U星が食変光星 であることがわかった[ 18] 。
その他
より詳しい光度曲線 の分析から、こぶ状の増光や細かい明滅といった食 以外の要因とみられる変光も見つかっている[ 19] [ 20] 。1985年の増光では、公転周期より若干長い周期で明るさにわずかな変化がみられる「スーパーハンプ」も観測されている[ 15] 。
構造
激変星 の基本的な構造。
ふたご座U星は、白色矮星の主星と晩期型の主系列星 の伴星からなる近接連星系と考えられる[ 21] 。公転周期は、約4時間15分である[ 7] 。伴星は、ロッシュ・ローブ を満たしており、伴星から主星へ質量移動 が起こり、主星の周りに降着円盤 を形成している[ 19] [ 20] 。
伴星から降着円盤へ質量が移動する際に、流入する物質と降着円盤が衝突する部分に輝点ができ、それが可視光での主な光源となっている[ 19] [ 20] 。星系の軌道傾斜角からして、白色矮星自身は伴星によって隠されることがなく、食は伴星が降着円盤上の輝点を隠すことで起こる[ 19] [ 20] 。
増光は、白色矮星に物質が降着する際に解放される重力エネルギー をエネルギー源とし、降着円盤内部に固有の不安定性、もしくは伴星の影響による不安定性によって、白色矮星上に降着する質量が大幅に増加することで、発生していると考えられる[ 19] [ 20] 。紫外線 の分光観測から、白色矮星へ物質が降着するペースを表す質量降着率が、増光時には静穏時の数倍に上昇することが確認されている[ 22] 。
脚注
^ a b パーセクは1 ÷ 年周視差(秒)より計算、光年は1÷年周視差(秒)×3.2615638より計算
出典
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参考文献
外部リンク
座標 : 07h 55m 05.2323858391s , +22° 00′ 05.045435077″