Census of Variable Mira- 世界初。
2003年6月10日
ESOのマリーナ・レジュクバさんをリーダーとする国際研究チームは、ケンタウルス座A (NGC 5128) という楕円銀河の近くに、1000個以上の明るい赤い変光星を発見しました。 これらの星の明るさの変化と周期を正確に測定したところ、ほとんどが「ミラ型」と呼ばれる長周期の低温変光星であることがわかりました。 観測された変動は、恒星のパルセーションによるものです。 私たちが住む天の川銀河が属する局所銀河群以外の銀河で、変光星の詳細なセンサスが達成されたのは、これが初めてです。 また、巨大楕円銀河の恒星の内容や進化を詳細に研究するための、全く新しい窓を開くものでもあります。 巨大楕円銀河は、宇宙における銀河団の重力組み立てに大きな役割を果たすと考えられています（特に初期段階）。
ミラ型変光星
目視で見える星のうち、300個に1個の割合で明るさが変化する星を天文学者は「変光星」と呼び、この変光星を「ミラ型変光星」と呼んでいます。 赤色巨星と呼ばれる大きくて冷たい星は、この割合が非常に高く、ほとんどの恒星が変光星であることが分かっています。 このような星は「ミラ変光星」と呼ばれ、このクラスの中で最も有名なくじら座のオミクロン・セチ星が「ステラ・ミラ（すばらしい星）」とも呼ばれていることから、この名前がつきました。 その明るさは332日周期で変化し、最大時（2等星）は最小時（10等星、小さな望遠鏡でしか見えない）の約1500倍の明るさになります。 非常に大きく、大きさは太陽の数百倍から千数百倍にもなります。
次の進化の段階で、ミラ変光星は外層を脱ぎ捨て、ガスと塵の星雲の真ん中に高温でコンパクトな星（白色矮星）を持つ惑星状星雲として見えるようになります。
現在、天の川銀河では数千個のミラ型星が知られており、マゼラン雲などの近傍銀河でも数百個見つかっています。
特異な銀河ケンタウルス座A
最も近い巨大銀河で、距離にして約1300万光年、NGC 5128がその例です。 私たちの銀河系やその衛星銀河であるマゼラン雲の属する局部銀河群の外に位置しています。
ケンタウルス座の南の方向に見えるのがケンタウルス座Aです。 楕円形で、現在伴銀河と合体しており、空で最も壮大な天体の一つです。 今回の研究では、ケンタウルス座Aの周辺にある2つの領域で、明るさが変化する星を探しました（eso0315b参照）。 外側のフィールド（フィールド1）は、現在進行中の銀河の合体によって生まれた、青く輝く星がたくさんある恒星の殻と一致しており、中心から57000光年の距離に位置しています。
VLTの3年間の観測
通常、プロの天文学者のチームが世界最大の望遠鏡を使えるのは、年に数回、連夜観測できるごく限られた期間だけです。 しかし、今回のような大規模な変光星の探索では、数ヶ月から数年にわたり、数分から数時間の観測を繰り返す必要があります。
幸いなことに、ESOパラナル天文台（チリ）のVLTは、このような長期間の観測にも対応できるようなシステムになっています。 1999年4月から2002年7月にかけて、チリのセロ・パラナールにある8.2mVLT ANTU望遠鏡は、近赤外線マルチモード装置ISAACによってケンタウルス座Aの二つのフィールドのKバンド画像を得るために、何度もサービスモードで運用された。 それぞれのフィールドは3年間で20回以上観測され、そのうちのいくつかは0.30秒角という例外的なシーイング条件下で取得されました。 ISAACの画像はそれぞれ2.5×2.5分角の天域をカバーしており、20時間かけて撮影されたこの画像は、ケンタウルス座A銀河から約1300万光年離れた銀河のハローの赤外線画像としては、史上最深のものです。
1000個のミラ変光星の発見
長時間の観測が終わった後、ケンタウルス座Aの変光星を特定するために、さらに2つのステップが必要でした。 次に、すべての画像を特別なソフトウェアパッケージ（”DAOPHOT”）を使って比較し、異なるフレームにおけるこれらすべての星の明るさを測定しました、すなわち。
予想通りこれらのフィールドのほとんどの星の明るさは一定でしたが、1000個以上の星が時間とともに明るさを変化させることが分かりました。 ほとんどの変光星がミラ型であることがわかり、その光度曲線（脈動期間中の明るさ）が測定されました（参照：ESO Press Photo eso0315 ）。 それぞれの星について、特徴的なパラメータである周期（日数）と明るさの振幅（等級）の値が決定されました。 ケンタウルス座A星で新たに発見された変光星のカタログは、ヨーロッパの研究誌アストロノミー&アストロフィジックス
を通じて、天文学者コミュニティーに公開されました。 「この野心的なプロジェクトを成功させることができたのは、本当に幸運でした。 それは、厳しい国際競争の中で、異なる観測期間にわたってESO観測プログラム委員会から重要な観測時間を繰り返し与えられたこと、3年以上にわたる望遠鏡とISAAC装置の安定性と信頼性、そして特に、パラナル天文台のスタッフによって効率的に行われたサービスモード観測の優れた品質です。”
ケンタウルス座A星について何がわかったか？
この巨大楕円銀河の変光星の研究は、この種のものとしては史上初である。
中年星の存在を確認
これまでの研究により、この銀河のハローには中年星と若い星の集団が存在していることが分かっていました。 今回発見された非常に明るい赤色変光星は、この銀河のハローに中年齢の星の集団が存在することを確認しました。 また、巨大楕円銀河がどのように形成されるかの理解にも貢献する。
ケンタウルス座Aまでの距離を新たに測定
ミラ型変光星の脈動は、周期と光度の関係に従っていることが判明。
このことは、ミラ型変光星を「標準ロウソク」（固有光度がわかっている天体）として距離測定に利用することを可能にします。
この方法は特に赤外線の測定に適しており、今回天文学者たちはこの新しい方法でケンタウルス座Aまでの距離を測定することに成功しました。 その結果、1370±190万光年となり、他の方法とほぼ一致し、確認されました。
巨大楕円銀河のハローにおける星の集団勾配の研究
今回研究した二つのフィールドには、異なる星の集団が含まれています。 これは、化学組成や年齢の違い、あるいはその両方の組み合わせによるものと考えられます。
この勾配の原因を解明することで、ケンタウルス座A、ひいてはすべての巨大楕円銀河がどのように形成され、その後進化してきたかを知る手がかりがさらに得られます。
他の有名な近傍銀河との比較
これまでの探査で、私たちの住む天の川銀河や、局所群に属する他の近傍銀河でも、ミラ型変光星が発見されています。 しかし、ケンタウルス座Aのような巨大楕円銀河は地元群にはなく、このような銀河でこの種の星を確認できたのは今回が初めてです。
今回の調査は、このような銀河の恒星成分研究に新しい窓を開くものです。
注
研究チームは、Marina Rejkuba、David Silva（ESO-Garching、ドイツ）、Tim Bedding（シドニー大学物理・天文学科、オーストラリア）、Dante Minniti（チリ・サンティアゴ、カトリカ大学天文物理学科およびFONDAP Center、チリ）により構成されています。
ミラ ( オミクロン・セティ ) は、冷たい赤色巨星で、天空で最も有名な変光星の一つです。 1596年にダビッド・ファブリキウス（ドイツ、東フリースラント州）が、水星を探しているときに発見したとされています。 1638年には、同じ地域のヨハン・ホルワルダがその周期を11ヶ月と決定し、発見された最初の長周期変光星として定着した。 1642年、ヨハネス・ヘヴェリウス（現ポーランド、ダンツィヒ）は、この星をMira（すばらしい）と名づけた。 その後、連星系であることが判明した。 連星であることが判明し、連星にちなんだ名前が付けられた。 天文学的な定義では、周期が100〜1000日程度で、視光度が2.5等以上変化する変光星を「ミラ型」と呼ぶ。 .
詳細
このプレスリリースで紹介した研究は、欧州の研究誌「Astronomy & Astrophysics」に近日掲載予定の研究論文（Marina Rejkuba et al.による “Long Period Variables in NGC 5128: I. Catalogue” ）で紹介されます。 この記事は、astro-ph/0305432 .
Links
The ISAAC multi-mode instrument at the 8.2-m VLT ANTU telescope at the ESO Paranal Observatoryで公開されています。
コンタクト
Marina Rejkuba
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200-6453
Email: [email protected]
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