[論文レビュー] Rotational velocities of A-type stars I. Measurement of vsini in the southern hemisphere

F. Royer, M. Gerbaldi+2 more|ArXiv.org|Oct 22, 2001

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 40被引用数 71

ひとこと要約

本研究では、ESOのラ・シラ天文台で取得した高分解能分光データを用いて、南半球に位置する525個のA型星の投影回転速度（v sin i）をフーリエ変換解析により新たな測定を実施した。主な発見は、広く用いられているSlettebakら（1975）の補正と比較して、v sin i値が系統的に10–12%高いことである。これは、初期のサンプルに解けない連星系が含まれており、モデル大気の古さが原因である可能性が高い。

ABSTRACT

Within the scope of a Key Programme determining fundamental parameters of stars observed by HIPPARCOS, spectra of 525 B8 to F2-type stars brighter than V=8 have been collected at ESO. Fourier transforms of several line profiles in the range 4200-4500 A are used to derive vsini from the frequency of the first zero. Statistical analysis of the sample indicates that measurement error is a function of vsini and this relative error of the rotational velocity is found to be about 6% on average. The results obtained are compared with data from the literature. There is a systematic shift from standard values from Slettebak et al. (1975), which are 10 to 12% lower than our findings. Comparisons with other independent vsini values tend to prove that those from Slettebak et al. are underestimated. This effect is attributed to the presence of binaries in the standard sample of Slettebak et al., and to the model atmosphere they used.

研究の動機と目的

• 南半球に位置し、V = 8より明るいB8からF2型の星の統計的に有意なサンプルのv sin iを測定すること。
• 広く用いられている既存のv sin i測定値の正確性と系統的誤差を評価すること、特に広く使われているSlettebak ら（1975）の補正について。
• 後期B型および初期A型星におけるv sin iの観測された散らばりが、測定誤差に起因するのか、それとも物理的進化的要因に起因するのかを調査すること。
• 従来の補正に依存しない、補正フリーのv sin i測定をフーリエ変換法を用いて実施し、既存の補正によるバイアスを回避すること。

提案手法

• ESOのラ・シラ天文台の望遠鏡を用いて、525個のA型星の高分解能分光データ（4200–4500 Å）を取得した。
• 星の線幅プロファイルにフーリエ変換を適用し、最初のゼロ点の周波数を特定することで、v sin iと相関する量を求める。
• Ramella ら（1989）の手法を用いて、FWHMからv sin iへの補正に依存せずに、直接的にv sin iを導出する。
• 統計的解析により、v sin iの関数としての測定誤差を定量化し、平均相対誤差が約6%であることを確認した。
• Slettebak ら（1975）、Abt と Morrell（1995）など、文献値と比較し、系統的ずれを特定した。
• 既知のv sin iを持つ標準星を分析して、手法の妥当性を検証し、文献における乖離を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 南半球のA型星のv sin i測定値は、広く用いられているSlettebak ら（1975）の補正と比較してどのように異なるか？
• RQ2 フーリエ変換法を用いて得られるv sin iの真の測定不確実性は何か？また、回転速度に応じてどのように変化するか？
• RQ3 後期B型および初期A型星におけるv sin i値の観測された散らばりは、測定誤差に起因するのか、それとも物理的進化的傾向に起因するのか？
• RQ4 未解明の連星系や古くなったモデル大気の影響により、過去のv sin i値がどの程度低く見積もられていたのか？
• RQ5 新しいv sin i測定値は、交差相関法やスペクトル合成技術による独立した測定とどの程度整合性があるか？

主な発見

• v sin iの平均相対誤差は約6%であり、回転速度が低い領域で不確実性が高くなる。
• 新しいv sin i測定値は、Slettebak ら（1975）が報告した値と系統的に10–12%高いことが判明し、標準補正における顕著な低く見積もられた値である可能性が示された。
• Slettebak ら（1975）との乖離は、そのサンプルに解けない連星系が含まれており、古くなったモデル大気が使用されていたことが原因であると帰属された。
• Abt と Morrell（1995）、Wolff と Simon（1997）など、他の独立した測定結果も一貫した傾向を示しており、Slettebak らの値が低く見積もられていたという結論を支持する。
• シリウス、ν Pup、ϵ Aqrといった標準星では、新しい測定値はSCBWPカタログの値よりも顕著に高く、最大で30%の乖離が認められた。
• 後期B型および初期A型星におけるv sin iの見かけの散らばりが測定誤差によるものではないことが確認されたが、1.6 M☉を超える星では明確な進化的傾向は確認されなかった。