[論文レビュー] Cool helium-rich white dwarfs from the Hamburg/ESO Survey

Susanne Friedrich, D. Koester+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 16, 2000

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、赤い連続スペクトル傾きと強い吸収線の欠如を特徴とする、ハムブルグ/ESOサーベイから選ばれた40個の低温ヘリウム豊富な白色矮星のモデル大気解析を実施した。主な結果として、サンプルの21%が水素および金属線を示しており、これは宇宙間物質からの降着を支持するものであり、プロペラ機構による「水素スクリーニング」の証拠がある。

ABSTRACT

We present an analysis of 40 cool helium-rich white dwarfs found in the Hamburg/ESO survey. They were selected for follow-up spectroscopy because of their U-B colour below -0.18, the absence of strong absorption lines, and a continuum shape similar to that of a quasar. Effective temperatures for individual stars were determined by fitting model atmospheres of nearly pure helium with a small admixture of hydrogen. As a consequence of the selection criteria all but one sample stars have Teff below 20000 K. Four stars clearly show helium and hydrogen lines in their spectra. In the spectra of another three, helium, hydrogen, and metal lines can be detected. For these stars hydrogen and metal abundances were also determined by fitting appropriate model atmospheres containing these elements. Seven sample stars most likely have helium-rich atmospheres but do not show any helium lines. They either have featureless spectra or show calcium lines.

研究の動機と目的

• ハムブルグ/ESOサーベイから選ばれた低温ヘリウム豊富な白色矮星を、追跡スペクトロスコピーを用いて特定・特徴づけること。
• モデル大気フィッティングを用いて、これらの星の有効温度および大気組成を特定すること。
• ヘリウム豊富な白色矮星の大気中に存在する水素および金属の存在と含有量を調査すること。
• 宇宙間物質からの降着および水素スクリーニング機構が大気組成に与える役割を評価すること。

提案手法

• U-B < -0.18、特徴のない連続スペクトル、クェザーに類似したスペクトル形状に基づいて星を選別した。
• ほとんど純粋なヘリウムにわずかな水素不純物を含むモデル大気をフィッティングすることで、有効温度を決定した。
• スペクトルフィッティング技術を用いて、線が観測された星の水素および金属含有量を導出した。
• スペクトル的特徴に基づいて分類：検出された線に応じて、DB、DBA、DBAZ、DQ、またはDCとして分類した。
• 観測された金属含有量および比率を、降着拡散モデルの予測と比較した。
• 高い降着率におけるCa、Mg、Feの観測含有量が、太陽元素比と整合しているかを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハムブルグ/ESOサーベイから選ばれた低温ヘリウム豊富な白色矮星の大気組成は何か？
• RQ2 低温ヘリウム豊富な白色矮星において、水素および金属線はどの程度一般的であり、大気の進化に何を示唆するか？
• RQ3 観測された金属含有量は、宇宙間物質からの降着と整合的か？
• RQ4 観測されたCa/H比は太陽値を上回っており、水素降着抑制に何を示唆するか？
• RQ5 観測された含有量パターンは、水素スクリーニングのためのプロペラ機構で説明可能か？

主な発見

• 分析対象の40個の低温ヘリウム豊富な白色矮星のうち、4個（10%）が明確なヘリウムおよび水素線を示し、DBA星として分類された。
• 追加で3個の星（7.5%）がヘリウム、水素、金属線を示し、DBAZ星として分類された。これは金属および水素の降着を示唆する。
• DBAZ星のカルシウム含有量およびHE 0446−2531のマグネシウムおよび鉄含有量は、高い降着率における太陽比の降着と整合的であった。
• HE 0446−2531のFe/Mg比は予測範囲内にあり、Fe/CaおよびMg/Ca比は下限を下回っていたが、大きな誤差範囲内にあった。
• DBAZ星におけるCa/H比は、太陽比に対して10^3〜10^4倍に増幅されており、水素降着が抑制されていることを示している。
• 観測された含有量パターンは、プロペラ機構による水素スクリーニングの仮説を支持しているが、必要な磁気的および回転的条件は未検証のままである。