[論文レビュー] A Chemical Abundance Study of three RHB and two RGB stars in NGC6637 (M69)

Jae-Woo Lee, Lopez-Morales, Mercedes|arXiv (Cornell University)|Apr 12, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、銀河のへそ付近に位置する金属豊富な球状星団NGC 6637（M69）における5つの星（3つの赤水平枝[RHB]星と2つの赤巨星分支[RGB]星）について、高分解能分光分析を実施し、[Fe/H] = −0.77 ± 0.02 dexの金属量を導出した。RHB星ではナトリウムと酸素の反比例関係が確認され、深層混合モデルに疑問を呈する一方で、初期の組成変動を示唆している。一方、NGC 6637の[Si/Ti]比は、銀河のハロー領域に属する星団と一致しており、金属豊富な星団が銀河のへそ領域で異なる形成環境を持つことを示している。

ABSTRACT

We present a detailed chemical abundance study of three red horizontal branch and two red giant branch stars in the metal-rich globular cluster NGC 6637 (M69). The value of [Fe/H] derived from LTE calculations is $-$0.77 $\pm$ 0.02 dex. We also discuss the anticorrelation between oxygen and sodium abundances in the program stars and compare the [Si/Ti] ratio of NGC 6637 with those of other globular clusters.

研究の動機と目的

• 銀河のへそ付近に位置する金属豊富な星団NGC 6637（M69）における金属豊富星の化学組成を調査すること。
• 進化した星に観測されたNa-O反比例関係が、RHB星にも及んでいるかどうかを検証し、深層混合モデルに与える影響を評価すること。
• NGC 6637の[Si/Ti]比を他の球状星団と比較し、形成環境の差異を推察すること。
• 超新星による元素増幅と銀河の半径方向勾配が、金属豊富星団における元素組成をどのように決定しているかを評価すること。

提案手法

• CTIO 4m望遠鏡およびマグニチュード・クレイ望遠鏡を用い、MIKE分光計を搭載して高分解能エッケル分光観測を実施した。
• 偏り補正、フラットフィールド補正、散乱光の差し引き、波長解法を用いた1次元抽出を含む、IRAFパッケージを用いたスペクトルの減算処理を実施した。
• 光度測定と分光的解析を用いて星のパラメータ（Teff、log g、vturb）を決定し、Fe IおよびFe IIのラインを用いて微乱流速度と金属量を算出した。
• 等価幅解析と成長曲線法を用いて16元素の組成を測定し、遷移確率と減衰補正を適用した。
• RHB星における[Na/Fe]対[O/Fe]の反比例関係を評価し、初期の組成変動か、主系列後期の混合によるものかを検証した。
• 銀河中心からの距離関数として、10個の球状星団における[Si/Ti]比を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 6637のRGB星で観測されたNa-O反比例関係が、同星団のRHB星に対しても成立するか。この事実は、化学的進化モデルにどのような示唆をもたらすか？
• RQ2 NGC 6637の[Si/Ti]比は他の球状星団と比較してどう異なるか。また、古くからあるハロー領域の球状星団で観測される半径方向傾向に従っているか？
• RQ3 銀河のへそ領域に存在する金属豊富な球状星団群に、[Si/Ti]比に基づいて明確な化学的サブグループが存在するか？
• RQ4 [Si/Ti]の傾向は、超新星の生成量の半径方向変動または金属の保持効率の違いによって説明可能か？

主な発見

• NGC 6637の平均金属量は[Fe/H] = −0.77 ± 0.02 dexであり、従来の推定値と一致しているが、高分解能L谷近似法を用いて導出された。
• RHB星では明確なNa-O反比例関係が観測され、組成の変動が水平枝段階以前に既に存在していたことを示唆している。
• NGC 6637の[Si/Ti]比は、古くからあるハロー領域の球状星団と同様に、銀河中心からの距離が増加するにつれて減少する傾向を示しており、ランダム性の確率は0.09%であった。
• NGC 6637とNGC 6528はハロー領域の星団の[Si/Ti]傾向に従うが、NGC 6553とパラモール6はチタンが強化されており、へそ領域のK型巨星と類似している。
• RHB星に存在する組成反比例関係は、深層混合が唯一の原因ではないことを示しており、初期の増幅が関与していることを支持する。
• データから、金属豊富な球状星団には2つの異なる形成環境が存在することが示唆された。1つはハロー領域の星団に類似した環境であり、もう1つはへそ領域に類似した[Si/Ti]比を持つ環境である。