[論文レビュー] Mixing in magnetic OB stars

T. Morel|arXiv (Cornell University)|Oct 20, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、NLTE分光解析を用いて磁気的OB星におけるCNO表面混合を調査し、磁気的場が混合を強化するかどうかを検証する。2つの主系列星（NGC 2244 #201およびHD 57682）に強い磁気的場が存在するが、窒素過剰やコア処理物質の兆候は検出されず、磁気的場がN豊富な表面異常を引き起こすという仮定に疑問を呈する。結果から、質量星における混合効率を制御する追加の、まだ不明なパrameterが存在する可能性が示唆される。

ABSTRACT

Recent observations have revealed the existence of a population of slowly-rotating, nitrogen-rich B dwarfs that are not predicted by evolutionary models including rotational mixing. However, as theoretical arguments suggest that magnetic processes may significantly increase the efficiency of the transport of the chemical elements, it is of importance to assess the extent of mixing in some known magnetic OB stars. We review our knowledge of the CNO abundance properties of these objects and present the first results of an NLTE abundance study of massive stars identified as being magnetic by the MiMeS collaboration. Although a nitrogen excess is often associated with the presence of a magnetic field, there is no evidence for a strict one-to-one correspondence between these two phenomena. This therefore suggests that other (still elusive) parameters may control the amount of mixing experienced by main-sequence OB stars.

研究の動機と目的

• 理論的モデルが予測するように、OB星における磁気的場が内部混合を強化するかどうかを評価すること。
• 観測された窒素豊富で回転が遅いB星と、現在の回転混合モデルとの間に生じる不一致を解消すること。
• 主系列OB星において、磁気的場の存在と表面窒素の増強の間に直接的な関連があるかどうかを調査すること。
• 磁気的場が、質量星における観測されたCNO含有量の異常を説明するのに十分かどうかを特定すること。
• 回転や磁気的場以外の物理的パラメータが、質量星における化学的混合を駆動する役割を果たすかどうかを評価すること。

提案手法

• 北欧望遠鏡を用いて、4つのO9–B2 IV–V型星の高分解能（R ~ 46,000）FIESスペクトルを取得した。
• Kuruczの大気モデルとDETAIL/SURFACE線形成コードを用いて、NLTE含有量解析を実施した。
• He、N、Ne、Si種のイオン化バランスとBalmer線の翼を用いて、大気パラメータ（T_eff、log g、微乱乱速度）を決定した。
• 観測されたスペクトル線からの元素含有量を導出するために、古典的成長曲線法を用いた。
• 以前の研究と比較し、同一条件下で解析された磁気的でN豊富な星τ Scoと照合した。
• 複数の共同研究から得られた独立した分光偏光データを用いて、磁気的場検出の信頼性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 主系列OB星において、磁気的場の存在と表面窒素増強の間に直接相関があるか？
• RQ2 強い磁気的場を持つ磁気的OB星は、内部混合を示すCNO含有量の異常を顕在化するか？
• RQ3 類似した進化段階と回転状態を有する非磁気的星と比較して、磁気的星のCNO表面含有量はどのように異なるか？
• RQ4 磁気的場と回転以外の追加物理的パラメータが、質量星における化学的混合の程度を決定する上で果たす役割は何か？
• RQ5 NLTE効果やモデル仮定が、磁気的OB星における含有量異常解釈にどの程度影響を及えるか？

主な発見

• NGC 2244 #201は、回転が遅く、縦方向磁場が約500 Gの磁気的星であり、CNO処理物質の兆候は認められず、[N/C] = –0.54 ± 0.14および[N/O] = –0.95 ± 0.21であり、太陽値と整合的である。
• HD 57682は、磁気的O9 IV星であり、極磁場が約1700 Gであり、太陽のCNO比から顕著な逸脱は認められず、[N/C] = –0.68 ± 0.30および[N/O] = –0.79 ± 0.19である。
• 同様の質量と進化段階を有するが、磁気的星τ Scoは強い窒素過剰（[N/C] ≈ –0.14）を示す一方、非増強のNGC 2244 #201およびHD 57682とは対照的である。
• 2つの磁気的星に明確な磁気的場検出がなされているにもかかわらず窒素過剰が認められないことは、磁気的場が質量星における顕著な混合を駆動する唯一の要因であるという仮説に疑問を呈する。
• 結果から、磁気的場が表面含有量異常を引き起こす唯一の要因ではない可能性が示唆され、まだ不明な他のパラメータの影響があると考えられる。
• 本研究では、磁気的場と混合の関係が決定的ではなく、統計的関係であることが確認された。なぜなら、すべての磁気的星がN増強を示すわけではないからである。