[論文レビュー] The effect of stellar activity on the LiI 6708, NaI 5896 and KI 7699 Ålines: A comparison with the Pleiades, field stars and the Sun

D. Barrado, R. J. Garcı́a López+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 26, 2001

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 19被引用数 24

ひとこと要約

本研究では、晩期星におけるLi I 6708、Na I 5896、K I 7699 Å線の等価幅に星 spots と faculae が与える影響を定量化するための解析モデルを開発した。太陽スペクトルを、活動領域の覆い係数を変化させながら用い、プレアデス星団におけるLiおよびK線の等価幅に観察される分散の一部は星の活動によって説明可能であるが、その寄与はわずかにとどまり、リチウム-回転関係を支配する他のメカニズムが主因である可能性を示唆している。

ABSTRACT

An analytical model has been developed to empirically study the effects of stellar spots and faculae on the observed equivalent widths of Li {\sc i} 6708, Na {\sc i} 5896 and K {\sc i} 7699 Ålines (and abundances in the case of lithium) in late-type stars, taking into account the changes in the observed magnitudes and colors. Solar spectra corresponding to different active regions are used as input data and a range of filling factors are applied to simulate the surfaces of stars with different levels of activity. Detailed comparisons between predicted and observed photometric colors and equivalent widths are made for late-type stars of the Pleiades and the field. The observed dispersions in K {\sc i} and Li {\sc i} equivalent widths for Pleiades stars can be partially accounted by the simultaneous effects of activity on colors and the line formation, indicating that the lithium-rotation connection suggested for ~0.7-0.9 Msun Pleiades stars could be due in part to the stellar activity. However, under realistic values for the filling factors, only a small portion of the observed spread could be explained by these effects

研究の動機と目的

• プレアデス星団の星々におけるLi I 6708 Å等価幅に観察される散らばりを、星の活動（特にspotsとfaculae）が説明できるかどうかを調査すること。
• 活動領域による光球温度構造の変化が、晩期星における共鳴線形成に与える影響を評価すること。
• モデルから予測された等価幅と光度色を、プレアデス星団、場所星、および太陽の観測値と比較すること。
• プレアデス星団のような若い星におけるリチウム-回転相関が、真の濃度差よりも活動の影響によって駆動されているかどうかを特定すること。
• K I 7699 Å線の観測された分散に占める活動の寄与割合を評価すること。この線は安定な濃度指標として機能する。

提案手法

• モデルは、異なる活動領域からの太陽スペクトルを入力とし、覆い係数を変化させることで、磁気活動度が異なる星の表面を模擬する。
• B-V色指数を基準として、静穏光球、spots、faculae からの放射の寄与を合成し、合成的光度色と等価幅を計算する。
• 各線の等価幅は、3つの表面成分からの寄与の相対的放射度と線深さを用いた重み付き平均として計算する。
• 特にLi Iは光球構造に敏感であるため、イオン化および線形成の温度依存性をモデルが考慮する。
• 放射移動形式を用いて、覆い係数および静穏領域と活動領域間の相対的放射度比の関数として、観測等価幅を計算する。
• 理論的予測を、プレアデス星団、場所星、太陽の観測等価幅および色と比較し、モデルの妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 星の活動が、プレアデス星団の星々におけるLi I 6708 Å等価幅の観測された散らばりをどの程度説明できるか。
• RQ2 spotsとfaculaeは、晩期星における共鳴線（例：Na I 5896 Å、K I 7699 Å）の形成にどのように影響を与えるか。
• RQ3 若いF〜早期M型星における観測されたリチウム-回転相関は、真の濃度変動よりも活動の影響によって主に駆動されているのか。
• RQ4 モデルは、プレアデス星団および場所星集団の活発星における観測された光度色と等価幅を再現できるか。
• RQ5 K I 7699 Å等価幅の観測された分散のうち、活動効果に起因する割合はどの程度か。

主な発見

• プレアデス星団の星々におけるK I 7699 Å等価幅の観測分散は、線形成および光度色への活動の影響の組み合わせによって部分的に説明可能である。
• モデルは、spotsとfaculaeの現実的な覆い係数が、Li I 6708 Å等価幅の観測分散のわずかな部分しか説明できないことを示している。
• 約0.7–0.9 M☉のプレアデス星団星におけるリチウム-回転相関は、活動の影響によって部分的に駆動されている可能性があり、活動領域が真のリチウム濃度とは無関係に線等価幅を変化させるためである。
• K I 7699 Å線はLi I 6708 Å線ほど活動に敏感ではないが、依然として活動に起因する色および等価幅の変化と測定可能な相関を示している。
• モデルの等価幅および色の予測値は、場所星および太陽の観測結果と整合しており、晩期星に対して有効であることを支持している。
• 本研究の結論として、活動は観測分散に寄与しているが、リチウム濃度分散を完全に説明することはできず、他の物理的メカニズムが関与している可能性がある。