[論文レビュー] Normal A0--A1 stars with low rotational velocities. I. Abundance determination and classification

F. Royer, M. Gebran+7 more|Americanae (AECID Library)|Jan 10, 2014

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 53被引用数 16

ひとこと要約

本研究では、47個の低v sin i A0–A1型星を高分解能分光法を用いて分析し、分光的連星および化学的に特異な星を同定する。また、元素分光学的分析と階層的分類法を適用した。サンプルのうち34%は正常星として確認されたが、残りの2/3は分光的連星または化学的に特異な星であり、遅い回転速度を示す星は主に正常な早期A型星であるという仮定に疑問を呈する。

ABSTRACT

Context. The study of rotational velocity distributions for normal stars requires an accurate spectral characterization of the objects in order to avoid polluting the results with undetected binary or peculiar stars. This piece of information is a key issue in the understanding of the link between rotation and the presence of chemical peculiarities. Aims. A sample of 47 low v sin i A0-A1 stars (v sin i < 65km/s), initially selected as main-sequence normal stars, are investigated with high-resolution and high signal-to-noise spectroscopic data. The aim is to detect spectroscopic binaries and chemically peculiar stars, and eventually establish a list of confirmed normal stars. Methods. A detailed abundance analysis and spectral synthesis is performed to derive abundances for 14 chemical species. A hierarchical classification, taking measurement errors into account, is applied to the abundance space and splits the sample into two different groups, identified as the chemically peculiar stars and the normal stars. Results. We show that about one third of the sample is actually composed of spectroscopic binaries (12 double-lined and five single-lined spectroscopic binaries). The hierarchical classification breaks down the remaining sample into 13 chemically peculiar stars (or uncertain) and 17 normal stars.

研究の動機と目的

• 初期に正常星と分類された低v sin i A0–A1型星のサンプルから分光的連星および化学的に特異な星を同定・除外すること。
• 分光合成法と高分解能データを用いて14元素の正確な化学成分を決定すること。
• 測定誤差を考慮した階層的クラスタリング法を用いて、成分パターンに基づいて星を分類すること。
• 今後の回転および化学的進化に関する研究のための、きれいに確認された正常A0–A1型星の一覧を確立すること。
• 連星および特異星を除外した後、正常A0–A1型星の全表面回転速度分布を再評価すること。

提案手法

• 47個のA0–A1型星（v sin i < 65 km s⁻¹）について、オブザヴァトワール・ド・オー・プロヴェンスで高分解能・高信噪比分光観測を実施した。
• 径速度を測定し、クロス相関関数を解析して分光的連星を同定した。その結果、12個の二重線連星および5個の単一線連星が特定された。
• 鉄線の電離平衡および励起平衡を用いて、大気温度（Teff）、重力加速度（log g）、鉄過剰（[Fe/H]）を決定した。
• 分光合成法を用いて、シリコン（Si）、クロム（Cr）、マンガン（Mn）、ストランチウム（Sr）、バリウム（Ba）、ユーロプチウム（Eu）など14元素の成分を決定した。
• 測定誤差を組み込んだ成分空間における階層的分類法を適用し、正常星と化学的に特異な星を区別した。
• ランダムな投影角を仮定して、v sin iから全表面回転速度を再構築した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低v sin iのA0–A1型星のうち、実際に分光的連星または化学的に特異な星である割合はどの程度か？
• RQ2 化学成分に基づく階層的分類法は、正常星と化学的に特異な星を信頼性高く分離できるか？
• RQ3 連星および特異星を除外したことで、正常A0–A1型星の全表面回転速度分布にどのような影響が生じるか？
• RQ4 A0–A1型星の遅い回転星は、主に正常星であると見なせるのか、それとも検出されない連星や特異星によるバイアスが影響しているのか？
• RQ5 連星および特異星を除外したサンプルで、全表面回転速度v ≤ 100 km s⁻¹の正常A0–A1型星の真の割合はどの程度か？

主な発見

• 47個の星のうち、17個（36%）は連星や化学的特異性の兆候がない正常星として確認された。
• 12個の星は二重線分光的連星、5個は単一線分光的連星、13個は化学的に特異な星または未定義のケースである。
• サンプルをクリーニングした後、正常A0–A1型星のうち14%しかv ≤ 100 km s⁻¹の回転速度を示さず、以前に報告された遅い回転星の過剰は顕著に減少した。
• 補正された全表面速度分布には明確な二峰性がなく、正常星と特異星の回転速度分布の重なりは実際のものであり、汚染による誤差ではないことが示された。
• 確認された正常星の中で最も回転が遅いのはHD 145788（v sin i = 9.8 km s⁻¹）であるが、クリーニングされたサンプルでは全表面速度が20 km s⁻¹未満の星は存在しない。
• 最終的な正常星サンプルに含まれる2つの星は、文献比較により分光的連星または限界的なCP星である可能性が示唆された。