[논문 리뷰] Characteristics of 100+ Kepler Asteroseismic Targets from Ground-Based Observations

J. Molenda, M. Jerzykiewicz외 4명|arXiv (Cornell University)|2010. 05. 06.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 119개의 Kepler 항성진동 목표 및 두 개의 산란은하(NGC 6866 및 NGC 6811)에 대한 지상 기반 스펙트로스코픽 및 광도 측정 관측을 수행하여 효과적 온도, 표면 중력도, 금속성, 투사 회전 속도, 그리고 라디얼 속도와 같은 정밀 대기 파rameters를 유도하였다. 주요 발견은 7000 K보다 뜨거운 별들에 대해 KIC 값과 비교해 효과적 온도에 상당한 차이가 있음을 확인하였고, 19개의 목표에 대해 간섭 없는 간섭 적색화가 존재했으며, NGC 6866에서 δ Sct 및 γ Dor 진동 별이 발견되었고, γ Dor 주파수와 은하 연령 또는 금속성 간에 상관관계가 없음을 확인하였다.

ABSTRACT

We present results of our 5-years-long program of ground-based spectroscopic and photometric observations of individual Kepler asteroseismic targets and the open clusters NGC6866 and NGC6811 from the Kepler field of view.We determined the effective temperature, surface gravity, metallicity, the projected rotational velocity and the radial velocity of 119 Kepler asteroseismic targets for which we acquired high-resolution spectra. For many of these stars the derived atmospheric parameters agree with Teff, log g, and [Fe/H] from the Kepler Input Catalog (KIC) to within their error bars. Only for stars hotter than 7000K we notice significant differences between the effective temperature derived from spectroscopy and Teff given in the KIC. For 19 stars which we observed photoelectrically, we measured the interstellar reddening and we found it to be negligible. Finally, our discovery of the delta Sct and gamma Dor pulsating stars in the open cluster NGC6866 allowed us to discuss the frequency of the occurrence of gamma Dor stars in the open clusters of different age and metallicity and show that there are no correlations between these parameters.

연구 동기 및 목표

• 지상 기반 스펙트로스코피를 사용하여 119개의 Kepler 항성진동 목표의 고정밀 대기 파rameters(T_eff, log g, [Fe/H], v sin i, v_r)를 결정하기 위해.
• 스펙트로스코픽 측정치와 비교하여 Kepler 입력 카탈로그(KIC)의 파라미터 정확도를 평가하기 위해.
• Kepler 목표의 간섭 적색화를 측정하고, 광도 및 스펙트로스코픽 분석에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• Kepler 시야 내의 산란은하 NGC 6866 및 NGC 6811에서 δ Sct 및 γ Dor 유형의 진동 별을 식별하고 특성화하기 위해.
• 다양한 연령과 금속성을 가진 산란은하에서 γ Dor 별의 발생 빈도를 조사하여 연관성 여부를 시험하기 위해.

제안 방법

• Osservatorio Astrofisico di Catania(OACt), F. L. Whipple Observatory(FLWO), Oak Ridge Observatory(ORO), Multiple Mirror Telescope(MMT)에서 고해상도 스펙트로스코픽 데이터를 확보하였다.
• 스펙트로스코픽 분석을 통해 119개의 별에 대해 효과적 온도(T_eff), 표면 중력도(log g), 금속성([Fe/H]), 투사 회전 속도(v sin i), 라디얼 속도(v_r)를 유도하였다.
• Białków 소재 Wrocław 대학교 관측소에서 NGC 6866 및 NGC 6811의 변광성 탐지를 위한 광도 시간계측 관측을 수행하였다.
• 다중 현장 광도 캠페인(NGC 6866: 2009년, NGC 6811: 2010년)을 적용하여 B 및 V 필터에서 진폭과 단계 차이를 측정하고, 진동 모드의 차수(l)를 결정하였다.
• 스펙트로스코피적으로 유도된 파라미터를 KIC의 값과 비교하여 오차 범위 내에서의 차이를 평가하였다.
• 광도 데이터를 사용하여 19개의 Kepler 목표에 대해 간섭 적색화(E(B-V))를 측정하였고, 대부분의 경우 0과 일치하는 값을 얻었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 119개의 항성진동 목표에 대해 스펙트로스코피적으로 유도된 대기 파라미터(T_eff, log g, [Fe/H], v sin i, v_r)는 KIC 값과 어떻게 비교되는가?
• RQ2 19개의 Kepler 목표에 영향을 미치는 간섭 적색화 수준은 무엇이며, KIC 추정치와 비교해 볼 때 어떻게 되는가?
• RQ3 Kepler 시야 내 산란은하에서 γ Dor 별의 발생 빈도는 은하의 연령 또는 금속성과 상관관계가 있는가?
• RQ4 산란은하 NGC 6866 및 NGC 6811에서 δ Sct 및 γ Dor 유형의 진동 별의 빈도와 특성은 무엇인가?
• RQ5 다중 필터 광도 데이터로부터 진동 모드의 차수(l)를 제약 조건으로 삼을 수 있는가? 이는 항성진동 모델링을 지원하는가?

주요 결과

• 7000 K보다 뜨거운 별들에 대해 스펙트로스코피적으로 유도된 T_eff 값은 KIC 값과 유의미한 차이를 보였으며, KIC의 오차 범위(±200 K) 내에 있음에도 불구하고.
• 스펙트로스코피적으로 유도된 금속성([Fe/H])은 KIC 값과 큰 KIC 오차 범위(±0.5 dex) 내에서 일치함.
• 주계열 별에 대해 표면 중력도(log g)는 스펙트로스코피적으로 유도된 값이 KIC 값과 잘 일치하지만, 진화된 별들에 대해서는 최대 1.5 dex의 차이가 발생함.
• 19개의 Kepler 목표에 대해 간섭 적색화(E(B-V))가 간섭 없이 발견되었으며, KIC 추정치(0.01~0.06 mag)와는 정반대의 결과를 보임.
• NGC 6866에서 19개의 변광성 별(3개의 δ Sct 및 2개의 γ Dor 진동 별 포함)을 발견하여 중간 연령 및 중간 금속성의 은하에서 γ Dor 별이 존재함을 확인함.
• γ Dor 별의 수와 은하 연령 또는 금속성 간에 상관관계가 없음을 확인하여, γ Dor 진동 발생은 이들 파rameters에 크게 의존하지 않는 것으로 나타남.