[論文レビュー] Hot UV bright stars in globular clusters

S. Moehler, V. La Parola+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 27, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、4つの南天の球状星団に属する7つの高温で紫外線に強く輝く星を、中分解能分光法を用いて分析し、LTEおよび非局所熱力学的平衡（non-LTE）モデル大気のフィットにより、大気のパラメータとヘリウムの質量関数を決定した。主な発見は、後期EHB星はヘリウムが欠乏しているのに対し、後期早期AGB星は太陽に相当するヘリウムの質量関数を持つことである。これは、これらの星団におけるUVに強く輝く星の異なる進化経路を支持するものである。

ABSTRACT

We have obtained medium-resolution spectra of seven UV-bright stars discovered on images of four southern globular clusters obtained with the Ultraviolet Imaging Telescope (UIT). Effective temperatures, surface gravities and helium abundances are derived from LTE and non-LTE model atmosphere fits. Three of the stars have sdO spectra, including M4-Y453 (Teff = 58800 K, log g = 5.15), NGC 6723-III60 (Teff = 40600 K, log g = 4.46) and NGC 6752-B2004 (Teff = 37000 K, log g = 5.25). All seven stars lie along either post-extended horizontal branch (EHB) or post-early AGB evolutionary tracks. The post-early AGB stars show solar helium abundances, while the post-EHB stars are helium deficient, similar to their EHB progenitors.

研究の動機と目的

• 球状星団内の高温でUVに強く輝く星の性質と進化を理解すること。
• 分光解析を用いて、これらの星の有効温度、表面重力、ヘリウムの質量関数を決定すること。
• UVに強く輝く星の中での後期拡張水平枝（EHB）と後期早期AGBの進化軌道を区別すること。
• 球状星団の星における進化系列間のヘリウムの質量関数の違いを調査すること。
• UVに強く輝く星の進化的状態が、その前身星群とどのように関係しているかを明確にすること。

提案手法

• 南天の4つの球状星団に属する7つのUVに強く輝く星に対して、紫外線イメージング望遠鏡（Ultraviolet Imaging Telescope: UIT）を用いて中分解能分光法による観測を行った。
• 観測スペクトルを、LTEおよび非局所熱力学的平衡（non-LTE）のモデル大気とフィットさせることで、大気のパラメータ（Teff、log g）を導出した。
• 局所熱力学的平衡（LTE）および非局所熱力学的平衡（non-LTE）の条件を仮定して、スペクトルフィッティング技術を用いてヘリウムの質量関数を決定した。
• 特にsdO型星の識別を含め、スペクトル的特徴に基づいて星を分類した。
• 得られたパラメータを、後期EHBおよび後期早期AGB進化の理論的モデルと比較することで、進化軌道を割り当てた。
• 分析の焦点は、サンプル内でのヘリウム豊富（太陽に相当）とヘリウム欠乏（欠乏）の集団を区別することにあった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 観測された球状星団内の高温でUVに強く輝く星の有効温度と表面重力は何か？
• RQ2 サンプル内のUVに強く輝く星は、主に後期拡張水平枝（EHB）の星か、後期早期AGBの星か？
• RQ3 これらの高温の星におけるヘリウムの質量関数は何か？ また、進化系列間でどのように異なるか？
• RQ4 これらの星の大気のパラメータは、非局所熱力学的平衡（non-LTE）モデル大気の予測とどのように比較されるか？
• RQ5 ヘリウムの質量関数は、これらの星の進化歴について何を明らかにするか？

主な発見

• 7つのUVに強く輝く星のうち3つはsdO型星に分類された。M4-Y453ではTeff = 58,800 K、log g = 5.15であった。
• NGC 6723-III60ではTeff = 40,600 K、log g = 4.46であり、NGC 6752-B2004ではTeff = 37,000 K、log g = 5.25であった。
• 7つの星すべてが、後期拡張水平枝（EHB）または後期早期AGBの進化軌道に沿って位置していた。
• 後期早期AGB星は太陽に相当するヘリウムの質量関数を示しており、顕著なヘリウムの増強は見られなかった。
• 後期EHB星はヘリウムが欠乏しており、EHBの前身星集団と整合的であった。
• これらの結果は、球状星団内のUVに強く輝く星の2つの明確な進化経路が存在することを支持しており、ヘリウムの質量関数の違いによって区別される。