Photometry and Spectroscopy of Long Period Variables in the Magellanic Clouds

　アブストラクト　

　１．観測　

観測結果　 　Mt. Stromlo Obs. 1.88 m 望遠鏡と AAT により、 LMC/SMC 中 LPV の JHK 測光と分光観測が行われた。図１に、変光周期と MK の関係を 示す。図には我々の観測に Glass 1979, Feast et al 1980, Catchpole,Feast 1981 も加えた。JHK 等級は全てジョンソンシステムに変換した。 DM(LMC)=18.7, DM(SMC)=19.2 を採用した. 赤化は無視した。数回の測光がある 場合、両極端の中間値を平均値とし、エラーバーを変光の幅を示す指標に使った。 　理論限界値　 　図１にはまた、AGB 星＝ 縮退 C/O 核＋水素、ヘリウム燃焼殻、の到達極限 光度も示した。この光度は C/O 核がチャンドラセカール限界(1.4 Mo) まで 成長した場合の光度である。その K 等級の計算には、 Frogel, Persson, Cohen (1980) から、MK = Mbol - 3 を仮定した。 ( Mc - L 関係なら一定値だが？ ) 　図１の特徴　 （１）超巨星 MK = -11, P ≥ 500 d の星の系列が見える。それらは他の星 から 1 mag 以上離れていて、AGB 限界を超えている。これらはコアヘリウム 燃焼の超巨星であろう。 （２）超新星前駆 AGB 星 MK = -9.7, P = [500d, 700d] の理論 AGB 限界線のすぐ下に星の 固まりが見える。これらは、炭素爆発型超新星の直前の星と考えられる。 我々の考えでは、炭素爆発型超新星が起きる直接の証拠が示された最初の例で ある。 （３）炭素星系列 そこから短周期側に伸びるのが炭素星である。 　超巨星と AGB 星の区別　 　超巨星を AGB 星から区別する証拠の一つは波長 [4500, 7500] A　での低分 散、分解能 6 A、 スペクトルである。スペクトルが得られた 18 AGB 星の内、 二つは炭素星、七つは強い ZrO (S-型星）で s-元素の超過を示している。残りの 九星は M-型スペクトルを示した。 ( Mbol = -5 あたりの炭素星など よりずっと明るい辺りで議論している！) /b>

図１．変光周期と MK および (J-K) の関係。図２(b) で、白印= AGB 星、黒印＝コアヘリウム燃焼の超巨星。炭素星のカラーは示していない。 図１a の破線＝ AGB 線。 　それに対して、スペクトルが得られた 12 の超巨星では M-型スペクトルが 得られた。それらの星にはドレッジアップの証拠は見られなかった。

　２．議論　

超巨星は 20 Mo　 　図２には、非炭素星 LPV の Mbol - log P 関係を示す。前に 述べた通り、Mbol = MK + 3 を仮定した。マスロス なしでのコアヘリウム燃焼超巨星光度も右軸に示してある。それを見ると、 進化質量 20 Mo 付近がマゼラン雲超巨星 (P ≥ 500d) の集まる質量のよ うである。ただし、 P ∼ 450 d （M=14Mo) の低質量超巨星もある。 　脈動質量と進化質量　 　図２には Fox, Wood 1981 の理論的 P-M-R 関係と、マゼラン雲 LPV の有効 温度は J-K = 1.2 程度との仮定に基づいて得た脈動質量一定の線も示す。 図２を見ると、コアヘリウム燃焼の超巨星に対しては、脈動質量と進化質量は かなり良い一致を示す。また、AGB 星の系列は質量に沿っており、短周期で 暗い 1 Mo 程度の星から、最も明るい M = 6 - 9 Mo AGB 星までが並んでいる ことが分かる。注意しておくと、脈動質量は以前の進化やマスロスに無関係で その時の星質量である。Mbol - logP 面上での AGB 星の進化は、周期と光度 が上昇する方向に進む。もしマスロスが無ければ、進化質量一定の線に沿って 動くのであろうが、激しいマスロスが起こると進化はより寝た勾配になるだろう。

図２．マゼラン星雲非炭素星 LPV の Mbol - log P 関係。 白印＝ AGB 星。一定質量に対する Mbol - log P 理論関係も示さ れている。 右軸目盛りの数値＝光度が目盛り値になる、マスロスゼロでのヘリウム核燃焼 超巨星の質量。

　３．結論