[논문 리뷰] A Chemical Abundance Study of three RHB and two RGB stars in NGC6637 (M69)

Jae-Woo Lee, Lopez-Morales, Mercedes|arXiv (Cornell University)|2006. 04. 12.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 은하 빌지 근처의 금속성 풍부한 구형성단 NGC 6637(M69)에서 세 개의 빨간 수평가닥(RHB) 및 두 개의 빨간 거대가닥(RGB) 별에 대해 고해상도 스펙트로스코픽 분석을 수행하여 [Fe/H] = −0.77 ± 0.02 dex를 유도하였다. RHB 별에서 Na-O 역상관관계가 관측되어 깊은 혼합 모델에 도전하며, 초기 물질 조성이 존재함을 시사하지만, 동시에 NGC 6637의 [Si/Ti] 비율이 헬로 클러스터와 일치하여 금속성 풍부한 클러스터의 형성 환경이 은하 빌지에서 독립적임을 나타낸다.

ABSTRACT

We present a detailed chemical abundance study of three red horizontal branch and two red giant branch stars in the metal-rich globular cluster NGC 6637 (M69). The value of [Fe/H] derived from LTE calculations is $-$0.77 $\pm$ 0.02 dex. We also discuss the anticorrelation between oxygen and sodium abundances in the program stars and compare the [Si/Ti] ratio of NGC 6637 with those of other globular clusters.

연구 동기 및 목표

• 은하 빌지 근처의 금속성 풍부한 별인 NGC 6637(M69)의 화학 조성을 조사하기 위해.
• 기본 주계열 이후의 혼합 메커니즘으로 설명되는 RGB 별에서 관측된 Na-O 역상관관계가 RHB 별로까지 연장되는지 확인하여 화학 진화 모델에 대한 영향을 평가하기 위해.
• NGC 6637의 [Si/Ti] 비율을 다른 구형성단과 비교하여 형성 환경의 차이를 추론하기 위해.
• 초신성 증착과 은하의 반경 방향 기울기의 영향이 금속성 풍부한 클러스터의 원소 농도를 어떻게 형성하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 고해상도 에클레르 스펙트로스코피는 CTIO 4m 망원경과 마젤란 클레이 망원경을 사용하여 MIKE 스펙트로그래프로 촬영하였다.
• 스펙트럼은 IRAF 패키지를 사용하여 처리하였으며, 보정, 평탄도 보정, 산란광 제거 및 파장 보정을 포함한 1차원 추출을 수행하였다.
• 광도계수 및 분광학적 분석을 통해 별의 물리적 매개변수(Teff, log g, vturb)를 유도하였으며, Fe I 및 Fe II 선을 사용하여 미세난류 속도와 금속성 농도를 결정하였다.
• 등가폭 분석 및 곡선의 성장 기법을 사용하여 16개 원소의 농도를 측정하였으며, 진동수 강도와 감쇠 보정을 적용하였다.
• RHB 별에서 [Na/Fe] 대 [O/Fe]의 역상관관계를 평가하여 초기 물질 조성과 주계열 이후 혼합의 원인이 어느 쪽인지 테스트하였다.
• 은하 중심 거리에 따라 10개의 구형성단에서 [Si/Ti] 비율을 비교하여 반경 방향 경향을 확인하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NGC 6637의 RGB 별에서 관측된 Na-O 역상관관계가 RHB 별에서도 존재하는가? 이는 화학 진화 모델에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ2 NGC 6637의 [Si/Ti] 비율은 다른 구형성단과 비교하여 어떻게 다른가? 오래된 헬로 구형성단에서 관측된 반경 방향 경향을 따르는가?
• RQ3 은하 빌지의 금속성 풍부한 구형성단들 사이에 [Si/Ti] 비율에 기반한 별도의 화학적 하위군이 존재하는가?
• RQ4 [Si/Ti] 경향은 초신성의 반경 방향 수확율 변화나 금속성 물질의 유지 효율성 변화로 설명될 수 있는가?

주요 결과

• NGC 6637의 평균 금속성은 [Fe/H] = −0.77 ± 0.02 dex로 이전 추정치와 일치하지만, 고해상도 LTE 분석을 통해 유도되었다.
• RHB 별에서 명확한 Na-O 역상관관계가 관측되어, 농도 변화가 수평가닥 단계 이전에 발생했음을 시사한다.
• NGC 6637의 [Si/Ti] 비율은 오래된 헬로 구형성단과 마찬가지로 은하 중심 거리가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이며, 무작위성 확률는 0.09%이다.
• NGC 6637와 NGC 6528는 헬로 클러스터의 [Si/Ti] 경향을 따르지만, NGC 6553과 파로마르 6는 티타늄 농도가 높아 은하 빌지의 K 거대형 별과 유사하다.
• RHB 별에서의 농도 역상관관계 존재는 깊은 혼합이 이러한 패atters의 유일한 기원이 아님을 시사하며, 초기 물질 증착을 지지한다.
• 자료는 금속성 풍부한 구형성단의 형성 환경이 두 가지로 나뉘어 있음을 시사한다: 하나는 헬로 클러스터와 유사하고, 다른 하나는 빌지 유사한 [Si/Ti] 비율을 가진다.