[論文レビュー] Na-O Anticorrelation And HB I. The Na-O anticorrelation in NGC 2808

E. Carretta, A. Bragaglia+4 more|ArXiv.org|Nov 30, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 40被引用数 144

ひとこと要約

本研究では、NGC 2808の120個の赤色巨星を対象に高分解能FLAMES/GIRAFFE分光計測を実施し、Na-O反相関を明らかにした。その結果、O正規、O貧困、および超O貧困の3つの明確な星族が特定された。主な発見は、NGC 2808がM 13と同様にO貧困星が支配的ではないが、[O/Na]の分布は非常に類似しており、中間質量のAGB星からの汚染によって生じる第二世代星形成のシナリオを支持している。

ABSTRACT

We derived atmospheric parameters and elemental abundances of Fe, O and Na for about 120 red giant stars in the Galactic globular cluster NGC 2808. Our results are based on the analysis of medium-high resolution (R=22000-24000) GIRAFFE spectra acquired with the FLAMES spectrograph at VLT-UT2 as a part of a project aimed at studying the Na-O anticorrelation as a function of physical parameters in globular clusters. We present here the anticorrelation of Na and O abundances in NGC 2808, and we discuss the distribution function of stars along this relation. Besides a bulk of O-normal stars, with composition typical of field halo stars, NGC 2808 seems to host two other groups of O-poor and super O-poor stars. In this regard, NGC 2808 is similar to M 13, the template cluster for the Na-O anticorrelation. However, at variance with M 13, most stars in NGC 2808 are O-rich. This might be related to the horizontal branch morphologies which are very different in these two clusters. The average metallicity we found for NGC 2808 is [Fe/H]=-1.10 (rms=0.065 dex, from 123 stars). We also found some evidence of a small intrinsic spread in metallicity, but more definitive conclusions are hampered by the presence of a small differential reddening.

研究の動機と目的

• 球状星団における第二世代星形成の痕跡としてのNGC 2808におけるNa-O反相関を調査すること。
• NGC 2808における星の[O/Na]に沿った分布関数を特定し、M 13などの他のクラスターと比較すること。
• NGC 2808におけるNa-O反相関、ヘリウムの過剰、および拡張された青水平枝（BHB）形態との関連を評価すること。
• NGC 2808の金属量分布および固有の散らばりを、微分赤方偏移の影響を考慮して評価すること。
• 観測された元素組成パターンが、ホットボトムバーニングを経験する中間質量AGB星からの汚染によって説明可能かどうかを検証すること。

提案手法

• ESO VLT-UT2のFLAMES分光計を用いて、NGC 2808の赤色巨星120個に対して中高分解能（R ≈ 22,000–24,000）のGIRAFFE分光計測を実施した。
• [O I]禁制線（6300 Å）およびNa I二重線（5682–5688 Åおよび6154–6160 Å）を用いて、NaおよびOの元素組成を測定した。
• 鉄族元素のスペクトル合成およびライン単位分析により、大気パラメータ（Teff、log g、[Fe/H]）を決定した。
• 星の[O/Na]分布関数を構築し、Na-O反相関をマッピングし、明確な星族を同定した。
• NGC 2808の[O/Na]分布と、標準的テンプレートクラスターであるM 13の分布を比較するために、コルモゴロフ＝スミルノフ検定を適用した。
• 非局所熱平衡（non-LTE）効果の補正には、Grattonら（1999）が用いた同一の手続きを採用し、M 13の先行研究と一貫性を保った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 2808は、標準的テンプレートクラスターであるM 13と同様にNa-O反相関を示すか？
• RQ2 NGC 2808におけるO正規、O貧困、および超O貧困星の相対的割合は何か？また、M 13と比較するとどうなるか？
• RQ3 NGC 2808における星のNa-O反相関に沿った分布と、二重性を持つ水平枝（HB）形態との間に相関があるか？
• RQ4 NGC 2808の異なる星族における固有の金属量散らばりやヘリウム過剰の証拠は何か？
• RQ5 NGC 2808で観測された元素組成パターンは、ホットボトムバーニングを経験する中間質量AGB星からの汚染によって説明可能か？

主な発見

• NGC 2808では、Na-O反相関に沿って3つの明確な星族が特定された：O正規（場のハロー星に類似）、O貧困、および超O貧困星。
• M 13がO貧困星が支配的であるのとは異なり、NGC 2808の大多数の星はO正規であるため、反相関の形状は類似しているが、星族の分布は異なる。
• NGC 2808の[O/Na]分布関数は、3%水準でM 13の分布と統計的に区別できない（コルモゴロフ＝スミルノフ検定）。これは、類似した核融合生成過程を示している。
• NGC 2808の平均金属量は、123個の星に基づいて[Fe/H] = −1.10 ± 0.065 dexであり、わずかな固有の金属量散らばりの兆候が示唆された。
• 観測された元素組成パターンは、中間質量AGB星がヘリウムを豊富に含み、酸素が枯渇した物質を汚染することで生じる理論的モデルと整合しており、第二世代星形成のシナリオを支持する。
• M 13とは異なり、NGC 2808ではO正規星が存在するがそれに伴う赤水平枝（RHB）星が存在しないことから、HB形態が初期組成にのみ依存するわけではないことが示唆され、さらなるモデリングが求められる。