[論文レビュー] New beryllium observations in low-metallicity stars

P. Molaro, P. Bonifacio+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 3, 1996

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、ESO 3.6m望遠鏡に搭載されたCASPEC分光計を用いて、14個の低金属量ハロー星および古星 disk 星における Be II 313.0 nm線の新しい観測を報告する。[Fe/H] > -2.7 の範囲で Be-Fe 一様相関が確認され、[Fe/H] < -1.4 ではより急な傾向が示唆される。また、Be 偏りに内在的分散は認められず、これは宇宙線生成モデルを用いた Li 劣化星の特定に Be が有効であることを示唆する。

ABSTRACT

We present observations of the Be II 313.0 nm resonance doublet in 14 halo and old disk stars with metallicities ranging from [Fe/H]=-0.4 to about -3.0 obtained with the CASPEC spectrograph of the ESO 3.6m telescope at a FWHM about 8.6 km/s resolution. Abundances are derived by means of the synthetic spectra technique employing Kurucz (1993) atmospheric models, with enhanced alpha-elements and no overshooting. The derived abundances together with those available in literature show that for -2.7 &lt; [Fe/H] &lt; -0.8 Be correlates linearly with iron [Be] proportional to 1.07(+/- 0.08)[Fe/H], giving strength to previous results. However, a steeper correlation is still possible at metallicities lower than [Fe/H]

研究の動機と目的

• 銀河化学進化モデルを検証するため、低金属量星におけるケイ酸バリウムの存在度を測定すること。
• 特に [Fe/H] ≈ -1.4 より低い金属量におけるバリウムの挙動を調査すること。
• バリウム存在度に内在的分散があるかどうかを評価し、非標準的混合過程を示唆するものかを検討すること。
• バリウムを、異常なリチウム劣化を示す星を特定するための診断ツールとして用いること。
• 核融合生成の寄与と星の進化効果を理解するために、バリウムの鉄および酸素との相関関係を比較すること。

提案手法

• ESO 3.6m望遠鏡の CASPEC 分光計を用いて、Be II 313.0 nm レゾナント二重線の高分解能分光データ（FWHM ≈ 8.6 km/s）を取得した。
• Kurucz (1993) の大気モデルを用い、α要素を強化し、オーバーシュートを考慮しない条件下で、合成スペクトルフィッティングにより Be 存在度を導出した。
• 宇宙線スパラレーションに基づく理論的予測と観測された Be 存在度を比較し、リチウム劣化機構を推定した。
• [Fe/H] = -0.4 から -3.0 の金属量範囲にわたり、Be と Fe、Be と O の相関関係を分析した。
• HD 106516、HD 3795、HD 211998 の3つの星における Be 存在度上限値の有意性を評価し、非標準的混合過程を制限した。
• Be 存在度に内在的分散がないことから、星の混合および進化に関する制約を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 金属量が [Fe/H] ≈ -1.4 より低い範囲でも、Be-Fe 存在度相関が線形のままであるか？
• RQ2 金属量が低い星の間で、バリウム存在度に内在的分散の証拠があるか？
• RQ3 バリウム存在度と酸素の相関関係はどのように変化するか？また、銀河ディスクの始まりの地点で相関が途切れる兆しなし？
• RQ4 バリウム観測は、標準的な Li 生成を示す星と Li 劣化を示す星を区別できるか？
• RQ5 特定の星における Be 存在度上限値は、非標準的混合過程について何を示唆するか？

主な発見

• -2.7 < [Fe/H] < -0.8 の範囲で、Be と Fe の間には線形相関が確認され、勾配は 1.07 ± 0.08 であった。
• [Fe/H] < -1.4 の範囲では、勾配 1.6 ± 0.44 のより急な Be-Fe 相関が可能であるが、データは線形傾向とも整合的であった。
• Be 存在度に顕著な内在的分散は認められず、HD 106516、HD 3795、HD 211998 の3つの星を除いては、すべての星が平均傾向より少なくとも 1 dex 低い Be 存在度を示した。
• 酸素存在度と Be 存在度は、太陽金属量まで密接に一致しており、銀河ディスクの始まりで相関が途切れる兆しなし。
• 観測された Be 存在度は、Li-Fe 図における散乱を引き起こす星の一部が、宇宙線スパラレーションモデルが予測する通りに Li 劣化していることを示唆した。
• バリウム観測は、Li 劣化星と標準的な Li 生成を示す星を効果的に区別できる。