[論文レビュー] Abundance determinations in HII regions: model fitting versus Te-method

L. S. Pilyugin|ArXiv.org|Nov 14, 2002

Atmospheric Ozone and Climate参考文献 22被引用数 40

ひとこと要約

この論文は、太陽付近の宇宙空間におけるO I λ1356吸収線の正確な測定値をベンチマークとして用い、高金属量H II領域における酸素全量は古典的T_e法がモデルフィッティングよりもより正確であると主張している。T_e-由来の全量と宇宙空間の値との強い一致は、二領域温度モデルの妥当性とT_e法の信頼性を支持するものであり、強線全量校正は理論的光電離モデルではなくT_e-由来の全量に基づくべきであると結論づけている。

ABSTRACT

The discrepancy between the oxygen abundances in high-metallicity HII regions determined through the Te-method (and/or through the corresponding "strong lines - oxygen abundance" calibration) and that determined through the model fitting (and/or through the corresponding "strong lines - oxygen abundance" calibration) is discussed. It is suggested to use the interstellar oxygen abundance in the solar vicinity, derived with very high precision from the high-resolution observations of the weak interstellar absorption lines towards the stars, as a "Rosetta stone" to verify the validity of the oxygen abundances derived in HII regions with the Te-method at high abundances. The agreement between the value of the oxygen abundance at the solar galactocentric distance traced by the abundances derived in HII regions through the Te-method and that derived from the interstellar absorption lines towards the stars is strong evidence in favor of that i) the two-zone model for Te seems to be a realistic interpretation of the temperature structure within HII regions, and ii) the classic Te-method provides accurate oxygen abundances in HII regions. It has been concluded that the "strong lines - oxygen abundance" calibrations must be based on the HII regions with the oxygen abundances derived with the Te-method but not on the existing grids of the models for HII regions.

研究の動機と目的

• 高金属量H II領域におけるT_e法とモデルフィッティングによる酸素全量の乖離を解消すること。
• T_e-由来の全量に基づく実験的校正と、光電離モデルに基づく理論的校正を比較することで、強線全量校正の信頼性を評価すること。
• 太陽系のガラクティック中心距離における正確に測定された宇宙空間酸素全量を基準として、H II領域の全量決定を検証すること。
• 高金属量において、古典的T_e法とモデルフィッティングのどちらがより正確な酸素全量を提供するかを特定すること。

提案手法

• 本研究では、星に向かって観測された高分解能O I λ1356吸収線から導かれた宇宙空間酸素全量を、高精度なベンチマークとして用いる。
• 太陽系のガラクティック中心距離におけるH II領域のT_e-法による酸素全量と、宇宙空間の値を比較する。
• T_e-法と宇宙空間全量測定値との一貫性を評価し、後者を検証のための「ロレットの石」として扱う。
• 実験的校正（T_e-由来全量に基づく）と理論的校正（光電離モデルグリッドに基づく）の2種類の強線校正を対比する。
• オリオン星雲における禁制線と許可線の全量決定の乖離を分析し、系統的不確実性を評価する。
• 二領域温度モデルは、宇宙空間ベンチマークとの一貫性に基づき、H II領域の内部温度構造を現実的に表現していると結論づける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高金属量H II領域において、古典的T_e法はモデルフィッティングに比べて正確な酸素全量を提供するか？
• RQ2 T_e-由来全量に基づく強線全量校正と、光電離モデルグリッドに基づく校正とは、どのように比較されるか？
• RQ3 O I λ1356吸収線から導かれた宇宙空間酸素全量は、H II領域の全量決定の検証に有効なベンチマークとみなせるか？
• RQ4 オリオン星雲における禁制線と許可線の酸素全量の乖離の原因は何か？
• RQ5 なぜ理論的校正は高金属量において実験的校正と食い違うのか？

主な発見

• 太陽系の周辺における宇宙空間酸素全量は、高分解能O I λ1356吸収線から導かれたもので、12 + log(O/H) = 8.50であり、正確なベンチマークとして機能する。
• 太陽系のガラクティック中心距離におけるH II領域のT_e-法による酸素全量は、宇宙空間の値と整合的であり、T_e法の信頼性を支持する。
• H II領域の二領域温度モデルは、内部温度構造を現実的に記述するものとして妥当性が裏付けられる。
• 高金属量におけるT_e-法とモデルフィッティングの全量の乖離は、モデルグリッドに基づく理論的校正が不正確である可能性を示唆する。
• 古典的T_e法は、約0.1 dexの不確実性を伴うが、モデルフィッティングよりも正確である。
• T_e-由来全量に基づく実験的校正は、光電離モデルグリッドに基づく理論的校正よりも信頼性が高く、特に高金属量において顕著である。