[論文レビュー] A spectroscopic study of the Open Cluster NGC 6475 (M 7) Chemical Abundances from stars in the range T = 4500-10000 K

S. Villanova, G. Carraro+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 23, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 35被引用数 28

ひとこと要約

本研究では、表面温度が4500 Kから10,000 Kの7つの星を対象に、UVESを用いた高分解能・高S/N比分光観測を用いて、低温星ではFeI/FeIIのイオン化平衡、高温星ではBalmer線のフィッティングを用いて化学成分を導出するスペクトロスコピック分析を実施した。主な結果として、[Fe/H] = +0.03 ± 0.02、[α/Fe] = -0.06 ± 0.02の修正された集団金属量が得られ、スペクトル型にわたる化学成分の一貫性から顕著な系誤差がないことが示され、特に軽元素およびBaに関して巨星における進化効果の証拠が得られた。

ABSTRACT

Clusters of stars are key objects for the study of the dynamical and chemical evolution of the Galaxy and its neighbors. In particular chemical composition is obtained from different kinds of stars (hot main-sequence stars, cool main-sequence stars, horizontal-branch stars, RGB stars) using different methodologies. Our aim is to apply these methodologies to the stars of the Open Cluster NGC 6475. Obtaining a census of the most important elements we will be able to test their consistence. We finally want to establish more robust fundamental parameters for this cluster.We selected high S/N high resolution spectra of 7 stars of the Open Cluster NGC 6475 from the ESO database covering the T$_{ m eff}$ range 4500-10000 K and of luminosity class V (dwarf) and III (giants). We determined the chemical abundances of several elements. For hot stars (T$_{ m eff}$$>$9000 K) we applied the Balmer Lines fitting method to obtained atmospheric parameters. For cool stars (T$_{ m eff}$$

研究の動機と目的

• 高分解能分光観測を用いて、巨星と矮星を含む広範な星種におけるNGC 6475集団の正確な化学成分を決定すること。
• 異なる分光的手法を用いた高温星と低温星の成分決定の一貫性を検証すること。
• 同じ集団に属する矮星と進化した巨星を比較することで、表面成分に及ぼす進化効果を調査すること。
• 一貫性のある化学成分の集計に基づいて、距離、赤方偏移、年齢といった集団の基本パラメータを修正すること。

提案手法

• 4500 Kから10,000 KのT_effを有する7つの集団メンバーに対して、ESOアーカイブから高分解能・高S/N比のUVES分光観測（R ≈ 80,000）を取得した。
• 低温星（T_eff < 6500 K）ではFeI/FeIIのイオン化平衡を用い、高温星（T_eff > 9000 K）ではBalmer線プロファイルのフィッティングを用いて大気パラメータ（T_eff, log g, v_t）を決定した。
• 非局所熱平衡（NLTE）補正をC, N, O, Na, Mgに適用し、超微細構造はVおよびBaに対してモデル化した。
• ラインリストは太陽およびVegaを基準として校正し、スペクトル型にわたる一貫性を確保した。
• Padovaの等時曲線を用いて、集団の色-等級関係図（CMD）にフィットさせ、修正された金属量および成分制約を用いてE(B-V)、(m-M)₀、年齢を精緻化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 6475の高温星と低温星から得られる化学成分は、異なる分光的手法を用いても一貫した結果を示すか？
• RQ2 NGC 6475の主系列矮星と進化した巨星との間に、元素成分に顕著な系統的差異があるか。これは進化効果を示唆するか？
• RQ3 多様な星種を均一に分析した結果、NGC 6475の修正された金属量および[α/Fe]比は何か？
• RQ4 修正された化学成分は、年齢、距離モジュラス、赤方偏移といった集団の基本パラメータの決定にどのように影響するか？
• RQ5 巨星に観測された成分パターン（特に軽元素およびBa）は、内部混合または集団形成時の汚染プロセスと整合的か？

主な発見

• 高温星と低温星から得られた化学成分は、大多数の元素で0.1 dex以内の一致を示し、2つの分光的手法間に顕著な相対的系統誤差がないことが確認された。
• NGC 6475の巨星は、矮星と比較して軽元素（Siまで）およびBaに明確な偏差を示しており、表面組成に進化効果が及ぶことが示された。
• 集団の金属量は[Fe/H] = +0.03 ± 0.02に修正され、[α/Fe] = -0.06 ± 0.02であり、誤差範囲内で太陽成分と一致した。
• アルミニウム（Al）に著しい欠乏が観測された一方、ヘリウムおよび重元素（Ba, La, Ce, Nd）は過剰を示した。
• 集団の基本パラメータは、E(B-V) = 0.08 ± 0.02、(m-M)₀ = 7.65 ± 0.05、年齢 = 200 ± 50 Myrに修正された。これは等時曲線フィッティングに基づくものである。
• 修正された距離300 ± 10 pcは、以前の推定値と整合的であり、等時曲線フィッティングおよび2色図に基づく赤方偏移および距離モジュラスの信頼性を裏付けた。