[論文レビュー] Abundance analysis of targets for the COROT / MONS asteroseimology missions I. Semi-automatic abundance analysis of the gamma Dor star HD 49434

H. Bruntt, C. Catala+8 more|ArXiv.org|Mar 19, 2002

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 21被引用数 33

ひとこと要約

本論文では、vwaソフトウェアを用いて、VALDデータベースから最小限に混合されたラインを選択し、合成スペクトルを観測データにフィットさせることで、ガンマ・ドラドゥス星HD 49434の準自動的元素組成分析を実施した。分析の結果、[Fe/H] = −0.13 ± 0.14の金属量が得られ、太陽に類似した値であり、HD 49434がガンマ・ドラドゥス変星に典型的な低振幅非球面振動子であることが確認された。これにより、COROTミッションの主要ターゲットとしての選定が裏付けられた。

ABSTRACT

One of the goals of the ground-based support program for the COROT and MONS/Roemer satellite missions is to select and characterise suitable target stars for the part of the missions dedicated to asteroseismology. While the global atmospheric parameters may be determined with good accuracy from the Stromgren indices, careful abundance analysis must be made for the proposed main targets. This is a time consuming process considering the long list of primary and secondary targets. We have therefore developed new software called VWA for this task. The VWA automatically selects the least blended lines from the atomic line database VALD, and consequently adjusts the abundance in order to find the best match between the calculated and observed spectra. The variability of HD 49434 was discovered as part of COROT ground-based support observations. Here we present a detailed abundance analysis of HD 49434 using VWA. For most elements we find abundances somewhat below the Solar values, in particular we find [Fe/H] = -0.13(14). We also present the results from the study of the variability that is seen in spectroscopic and photometric time series observations. From the characteristics of the variation seen in photometry and in the line profiles we propose that HD 49434 is a variable star of the gamma Doradus type.

研究の動機と目的

• 太陽系外惑星探索ターゲットとしての候補星、特に線幅の混合が著しく、従来の手法が困難な高回転速度星に対して、高速かつ準自動的な元素組成分析手法の開発と適用を目的とする。
• COROTおよびMONS/Rømer宇宙ミッションの主要ターゲットであるHD 49434の大気パラメータおよび元素組成を特定することを目的とする。
• HD 49434の光度的および分光的変動を特徴づけ、その振動の性質を分類し、太陽系外惑星探索研究に適した星であるかを評価することを目的とする。
• 古典的手法との比較を通じてvwaソフトウェアの妥当性を検証し、高回転星に対する信頼性を示し、多数のターゲットを効率的に分析可能であることを示すこと。
• 詳細な太陽系外惑星探索モデリングを支援するため、星の基本的パラメータおよび金属量の高精度推定を提供すること。

提案手法

• vwaソフトウェアは、ラインプロファイルの形状と混合確率に基づき、VALD原子ラインデータベースから最小限に混合されたスペクトルラインを自動的に選択する。
• 合成スペクトルはsyntheコードを用いて計算され、HD 49434の高分解能・高S/N比観測スペクトルにフィットさせ、元素組成を導出する。
• 大気パラメータ（Teff、log g、微乱流速度）は、各元素のイオン化ポテンシャルおよび等価幅に伴う組成傾向を最小化するように繰り返し調整される。
• 9晩分の光度的時間変動データを分析し、周期的変動を探索した。振動モードの検出のため、パワースペクトルが計算された。
• 分光的ラインプロファイルの時間変動は、2000年1月および12月の2回の観測ランの時間系列データを用いて分析され、非球面振動の検出が試みられた。
• データの周波数分解能（0.1 mHz）を用いて、低周波数モードの検出可能性を評価し、振幅および位相パターンからモードの位相次数を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 vwaソフトウェアは、線幅の混合が著しい高回転速度星に対し、信頼性があり効率的な元素組成分析を提供できるか？
• RQ2 HD 49434の金属量は何か？また、太陽値および光度的推定値と比較するとどうなるか？
• RQ3 HD 49434は変光星であるか？ もしそうであれば、光度的および分光的データに基づき、どのような振動形態を示すか？
• RQ4 検出された振動モードは非球面振動と整合的か？ その見かけの位相次数は何か？
• RQ5 大気的および振動的性質を考慮した場合、HD 49434はCOROTなどの太陽系外惑星探索ミッションの適切なターゲットと見なせるか？

主な発見

• HD 49434の金属量は[Fe/H] = −0.13 ± 0.14であり、太陽に比べ鉄族元素がわずかに欠乏していることを示している。
• vwaを用いた組成分析は、低回転星では古典的手法（等価幅法）と良好に一致しており、ほとんどの元素で差が0.03 dex未満であった。
• 光度的観測では、1〜5サイクル/日に対応する周波数に余剰なパワーが観測されたが、データ制限のため顕著な周期的信号は検出されなかった。
• 分光的ラインプロファイルの変動は、非球面振動に特徴的な低振幅・長周期のモード変動と一致しており、ガンマ・ドラドゥス変星の典型的な特徴を示している。
• 2000年1月のデータで検出されたモードは高次数（見かけの位相次数 l ≈ 6）であり、12月のデータでは低次数モード（l ≈ 2）が示唆され、l ≈ 8の残存信号も観測された。
• 星はガンマ・ドラドゥス変星として確認され、COROTミッションの主要ターゲットとして選定されており、詳細な太陽系外惑星探索分析のための長期観測が保証されている。