[논문 리뷰] Chemical Compositions of RV Tauri Stars and Related Objects

S. Sumangala Rao, Sunetra Giridhar|arXiv (Cornell University)|2013. 11. 25.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 4인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 RV 타우리 항성 및 관련 천체에 대한 고해상도 스펙트로스코픽 원소 농도 분석을 제시하며, 금속 농도가 낮은 RVC 항성인 V820 Cen과 IRAS 06165+3158에서 약간의 s-과정 강화를 확인하고, SU Gem과 BT Lac에서는 먼지-기체 선별 작용의 증거를 제시한다. 이러한 결과는 특히 RVC 유형의 내재적으로 금속 농도가 낮은 RV 타우리 항성들이 저질량 AGB의 끝부분 근처에서 s-과정을 연구하는 데 유망한 후보자임을 시사하며, 저금속성 환경에서의 후-AGB 진화 및 핵합성에 대한 영향을 지닌다.

ABSTRACT

We have undertaken a comprehensive abundance analysis for a sample of relatively unexplored RV Tauri and RV Tauri like stars to further our understanding of post-Asymptotic Giant Branch (post-AGB) evolution. From our study based on high resolution spectra and grid of model atmospheres, we find indications of mild s-processing for V820 Cen and IRAS 06165+3158. On the other hand, SU Gem and BT Lac exhibit the effects of mild dust-gas winnowing. We have also compiled the existing abundance data on RV Tauri objects and find that a large fraction of them are afflicted by dust-gas winnowing and now added by the present work, we find a small group of two RV Tauris showing mild s-process enhancement in our Galaxy. With two out of three reported s-process enhanced objects belonging to RV Tauri spectroscopic class C, these intrinsically metal-poor objects appear to be promising candidates to analyse the possible s-processing in RV Tauri stars.

연구 동기 및 목표

• 후-AGB 진화를 이해하기 위해 탐색되지 않은 RV 타우리 항성 및 RV 타우리 유사 항성의 화학 조성을 조사하기 위해.
• 특히 RVC 유형의 금속 농도가 낮은 RV 타우리 항성에서 약간의 s-과정이 발생하는지 확인하기 위해.
• 이러한 항성에서 원소 농도 비정상성의 원인으로서 먼지-기체 선별 작용의 역할을 평가하기 위해.
• 특히 이원성 시스템에서 탄성 원소 농도 감소 등의 농도 패턴이 발생하는 조건을 규명하기 위해.
• 이원성, 원환성 물질, 그리고 관측된 농도 비정상성 간의 관계를 명확히 하기 위해.

제안 방법

• 목표 항성의 관측 스펙트럼에서 원소 농도를 유도하기 위해 고해상도 분광법을 사용하였다.
• 스펙트럼선 분석 및 대기 파rameter 결정을 위해 모델 대기의 격자 분석을 적용하였다.
• 핵합성 서명을 식별하기 위해 농도 패턴을 간성간 매질(ISM) 조성과 s-과정 예측치와 비교하였다.
• 먼지-기체 선별 작용은 철에 비해 고융점 원소의 농도 비율을 분석하고 ISM 유사 농도 감소와 비교하여 평가하였다.
• 광도 및 궤도 데이터를 분광 결과와 교차 분석하여 이원성과 원환성 디스크의 역할을 평가하였다.
• 새로운 발견를 둘러싸기 위해 기존 RV 타우리 항성에 대한 농도 데이터를 수집하고 재분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 금속 농도가 낮은 RV 타우리 항성, 특히 RVC 유형에서 측정 가능한 s-과정 강화가 관찰되는가?
• RQ2 어떤 조건에서 RV 타우리 항성에서 먼지-기체 선별 작용이 유리하게 작용하는가? 이원성과 궤도 파rameter는 이를 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 왜 원환성 물질과 이원성이 있는 일부 항성들(예: IRAS 19135+3937)은 유리한 조건임에도 불구하고 농도 감소가 관찰되지 않는가?
• RQ4 s-과정이 RV 타우리 항성에서 감지 가능한 수준에 도달하기 위한 금속 농도 임계값이 존재하는가?
• RQ5 진동과 질량 손실은 RV 타우리 시스템의 농도 패턴에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• V820 Cen([Fe/H] = −2.2)에서 약간의 s-과정 강화가 확인되었으며, 경량 이sov는 +1.2, 고형량 이sov는 +2.1 증가하였다.
• RV 타우리 유사 천체인 IRAS 06165+3158에서도 중간 정도의 s-과정 강화가 관찰되었지만, 광도 측정 자료 부족으로 분류에 대한 불확실성이 존재한다.
• SU Gem과 BT Lac는 먼지-기체 선별 작용의 명백한 징후를 보였으며, 철에 비해 고융점 원소가 농도 감소하였다.
• IRAS 19135+3937과 IRAS 01427+4633는 원환성 물질과 이원성이 있음에도 불구하고 농도 감소가 없었으며, 이는 짧은 궤도 주기와 높은 질량 손실률로 인해 가능한 것으로 보인다.
• V820 Cen와 같은 s-과정 강화 항성에서 탄소 농도 증가가 관찰되지 않는 것은 여전히 설명되지 않은 문제이며, 현재의 핵합성 모델에 도전하고 있다.
• 이 연구는 은하의 헬름에서 RV 타우리 항성, 특히 RVC 유형이 저금속성 환경에서 s-과정을 연구하는 데 매우 유망한 대상임을 확인하였다.