[論文レビュー] Chemical abundances in six nearby star-forming regions: implications for galactic evolution and planet searches around very young stars

N. C. Santos, C. Melo+4 more|ArXiv.org|Jan 16, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 56被引用数 49

ひとこと要約

本研究は、6つの近隣の星形成領域における19個の弱発光Tタウリ星の高分解能分光法を分析し、その元素組成と金属量を決定する。[Fe/H]の分散は非常に小さく、0.033 dexで平均値は−0.08 dexであり、太陽に近い金属量と整合的である。SiおよびNiの組成は、薄い銀河ディスク星と一致しており、銀河的化学進化および若い系における惑星形成に向けた、均一な星間物質の組成を示唆する。

ABSTRACT

In this paper we present a study of chemical abundances in six star-forming regions. Stellar parameters and metallicities are derived using high-resolution, high S/N spectra of weak-line T-Tauri stars in each region. The results show that nearby star-forming regions have a very small abundance dispersion (only 0.033dex in [Fe/H]). The average metallicity found is slightly below that of the Sun, although compatible with solar once the errors are taken into account. The derived abundances for Si and Ni show that the observed stars have the abundances typical of Galactic thin disk stars of the same metallicity. The impact of these observations is briefly discussed in the context of the Galactic chemical evolution, local inter-stellar medium abundances, and in the origin of metal-rich stars in the solar neighbourhood (namely, stars more likely to harbour planets). The implication for future planet-search programmes around very young, nearby stars is also discussed.

研究の動機と目的

• 6つの近隣の星形成領域にわたる若いTタウリ星における正確な星のパラメータと元素組成を測定すること。
• 局所星間物質の金属量を評価し、太陽値と整合的かどうかを確認すること。
• 金属量の高い星形成領域が太陽系近傍に存在するかどうかを、金属量-惑星接続理論に基づいて評価すること。
• これらの発見が銀河的化学進化および若い活発星の周囲の将来の惑星探査に与える影響を検討すること。
• これらの若い領域における元素組成パターンが、特にアルファ要素および鉄族元素に関して、銀河の薄いディスク星と一致するかどうかを特定すること。

提案手法

• VLTのUVESおよびFLAMES/UVES、ESO/MPG 2.2m望遠鏡のFEROS、OHP観測所のSOPHIEを用いて、高分解能・高SN比分光法を取得した。
• 星のパラメータ（Teff、log g、[Fe/H]、微乱乱速度）は、Fe IおよびFe II線のスペクトル合成およびライン別解析により導出された。
• Si、Ni、その他の元素の元素組成は、等価幅測定およびモデル大気法を用いて決定された。
• 元素比[X/Fe]は、薄いディスク星との比較および銀河的化学進化の傾向を評価するために計算された。
• 6つの領域における金属量の分散を定量化し、局所星間物質の均一性を評価した。
• 既存の惑星を有する星に関する文献および銀河的化学進化モデルと照合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 太陽系近傍の星形成領域は、古い星における観測された金属量-巨大惑星接続から予測されるように金属量が高いのだろうか？
• RQ2 太陽系近傍の星形成領域における若いTタウリ星の金属量に内在する分散はどの程度か？
• RQ3 これらの若い星におけるアルファ要素（例：Si）および鉄族元素（例：Ni）の組成は、類似した金属量を持つ太陽系近傍の薄いディスク星と比べてどうか？
• RQ4 元素組成パターンは、局所星間物質の化学的組成とその進化について何を示唆するのか？
• RQ5 これらの発見は、銀河的化学進化モデルおよび太陽系近傍における金属量の高い星の起源をどのように制限するのか？

主な発見

• 6つの星形成領域の平均金属量は< [Fe/H] > = −0.08 dexであり、測定誤差の範囲で太陽金属量と整合的である。
• 6つの領域間の金属量分散は極めて小さく、わずか0.033 dexであり、局所星間物質における高い化学的均一性を示している。
• 調査された星におけるケイ酸塩（Si）およびニッケル（Ni）の組成は、類似した金属量を持つ太陽系近傍の薄いディスク星と一致している。
• 多数の元素について観測された[X/Fe]比は、薄いディスク星の典型的な値であり、過去数百万年間で局所ISMに顕著な化学的進化の違いが生じていないことを示唆している。
• 太陽系近傍に金属量の高い若い星形成領域が存在しないことは、将来的な若い星の周囲の惑星探査のための好適な標的数を制限する可能性がある。
• 結果は、古い星において観測された金属量-巨大惑星接続が、後続の増幅過程ではなく、惑星形成ディスクの初期状態を反映している可能性を支持している。