[論文レビュー] Chemical Compositions of RV Tauri Stars and Related Objects

S. Sumangala Rao, Sunetra Giridhar|arXiv (Cornell University)|Nov 25, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 4被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、RV Tauri星および関連対象の高分解能分光的元素組成分析を実施し、金属不足のRVC型星V820 CenおよびIRAS 06165+3158でやや強いs過程の増強が確認された。一方、SU GemおよびBT Lacでは、ダスト-ガスのウィノウイングの証拠も観測された。これらの結果は、特にRVC型の固有に金属不足なRV Tauri星が、低質量AGB星の終焉付近におけるs過程処理を研究する上で有望な対象であることを示唆しており、低金属量環境における後AGB進化および核融合生成物の理解に寄与する。

ABSTRACT

We have undertaken a comprehensive abundance analysis for a sample of relatively unexplored RV Tauri and RV Tauri like stars to further our understanding of post-Asymptotic Giant Branch (post-AGB) evolution. From our study based on high resolution spectra and grid of model atmospheres, we find indications of mild s-processing for V820 Cen and IRAS 06165+3158. On the other hand, SU Gem and BT Lac exhibit the effects of mild dust-gas winnowing. We have also compiled the existing abundance data on RV Tauri objects and find that a large fraction of them are afflicted by dust-gas winnowing and now added by the present work, we find a small group of two RV Tauris showing mild s-process enhancement in our Galaxy. With two out of three reported s-process enhanced objects belonging to RV Tauri spectroscopic class C, these intrinsically metal-poor objects appear to be promising candidates to analyse the possible s-processing in RV Tauri stars.

研究の動機と目的

• 未解明のRV Tauri星およびRV Tauriに類縁する星の化学組成を調査し、後AGB進化の理解を深める。
• 特にRVC型にあたる金属不足のRV Tauri星において、やや強いs過程処理が発生するかどうかを特定する。
• ダスト-ガスのウィノウイングが、これらの星の異常な元素組成に果たす役割を評価する。
• 特に連星系において、難揮発性元素の欠損パターン（例：難揮発性元素の欠損）が生じる条件を特定する。
• 連星性、周囲物質、および観測された元素異常との関連を明確にする。

提案手法

• 標的星の観測スペクトルから元素組成を導出するために、高分解能分光法を用いた。
• スペクトル線の解析と大気パラメータの決定のために、モデル大気のグリッドを用いた。
• 核融合生成物の特徴を特定するために、宇宙間物質（ISM）の組成およびs過程の予測と組成パターンを比較した。
• 難揮発性元素と鉄の組成比を分析し、ISMに類似した欠損パターンと比較することで、ダスト-ガスのウィノウイングを評価した。
• 光度測定および軌道データを分光的結果と照合し、連星性および周囲惑星環の役割を評価した。
• 新規の発見を文脈づけるために、RV Tauri対象に関する既存の元素組成データを収集し、再分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 金属不足のRV Tauri星、特にRVC型において、測定可能なs過程増強が観測されるか？
• RQ2 RV Tauri星におけるダスト-ガスのウィノウイングが生じやすい条件は何か？また、連星性および軌道パラメータはこれにどのように影響するか？
• RQ3 周囲物質と連星性を有する星（例：IRAS 19135+3937）が、好都合な条件下にあっても欠損を示さないのはなぜか？
• RQ4 s過程処理がRV Tauri星で検出可能になる金属量の閾値は何か？
• RQ5 脈動および質量放出は、RV Tauri系の元素組成パターンにどのように影響するか？

主な発見

• V820 Cen（[Fe/H] = −2.2）では、やや強いs過程増強が検出され、軽い核種では+1.2、重い核種では+2.1の増加が確認された。
• RV Tauriに類縁する対象であるIRAS 06165+3158についても、中程度のs過程増強が観測されたが、光度測定が不足しているため分類に不確実性が残る。
• SU GemおよびBT Lacでは、難揮発性元素が鉄に対して欠損していることから、ダスト-ガスのウィノウイングの明確な証拠が得られた。
• IRAS 19135+3937およびIRAS 01427+4633は、周囲物質と連星性を有するが、欠損は認められず、短い公軌道周期および高い質量放出率が要因である可能性がある。
• V820 Cenのようなs過程増強星においても炭素の増強が見られないことは未解決のままであり、現在の核融合生成モデルに反する。
• 本研究は、特にRVC型を含む銀河のハローに存在するRV Tauri星が、低金属量におけるs過程処理を研究する上で有望な標的であることを確認した。