[논문 리뷰] Na-O Anticorrelation and HB. II. The Na-O anticorrelation in the globular cluster NGC 6752

E. Carretta, A. Bragaglia외 3명|ArXiv.org|2007. 01. 08.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 37인용 수 73

한 줄 요약

이 연구는 FLAMES/VLT를 사용하여 약 150개의 적색거성에서 고해상도 스펙트로스코픽 분석을 수행하여 철(Fe), 산소(O), 나트륨(Na) 농도를 측정하여 수평가지(HB) 형태와 Na-O 역상관관계 간의 연관성을 조사한다. 연구 결과, Na가 적은 별 쪽으로 기울어진 Na-O 분포를 관측하였으며, 이는 M 13보다는 NGC 2808보다 더 유사한 경향을 보이며, 화학적 비균일성이 HB 형태에 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 다만, 질량 손실과 헬륨 농도 증가 여전히 HB의 파란 꼬리 부분을 설명하는 데 핵심적인 불확실성으로 남아 있다.

ABSTRACT

We are studying the Na-O anticorrelation in several globular clusters of different Horizontal Branch (HB) morphology in order to derive a possible relation between (primordial) chemical inhomogeneities and morphological parameters of the cluster population. We used the multifiber spectrograph FLAMES on the ESO Very Large Telescope UT2 and derived atmospheric parameters and elemental abundances of Fe, O and Na for about 150 red giant stars in the Galactic globular cluster NGC 6752. The average metallicity we derive is [Fe/H]=-1.56, in agreement with other results from red giants, but lower than obtained for dwarfs or early subgiants. In NGC 6752 there is not much space for an intrinsic spread in metallicity: on average, the rms scatter in [Fe/H] is 0.037+/-0.003 dex, while the scatter expected on the basis of the major error sources is 0.039+/-0.003 dex. The distribution of stars along the Na-O anticorrelation is different to what was found in the first paper of this series for the globular cluster NGC 2808: in NGC 6752 it is skewed toward more Na-poor stars, and it resembles more the one in M 13. Detailed modeling is required to clarify whether this difference may explain the very different distributions of stars along the HB.

연구 동기 및 목표

• 구형성 클러스터, 특히 NGC 6752에서 Na-O 역상관관계와 수평가지(HB) 형태 간의 관계를 조사하기 위해.
• 화학적 비균일성—특히 Na-O 역상관관계—가 관측된 NGC 6752의 HB 형태, 특히 뚜렷한 파란 꼬리 부분을 설명할 수 있는지 확인하기 위해.
• 이상적인 기원 가설을 시험하기 위해, 적색거성에서 Fe, O, Na 농도의 균일하고 대규모 샘플 데이터셋을 구축하기 위해.
• NGC 2808과 M 13 같은 다른 클러스터와 비교하여 NGC 6752에서 Na-O 역상관관계를 따라 분포하는 별의 분포를 평가하여 제2 매개변수 효과에서의 역할을 평가하기 위해.

제안 방법

• ESO의 Very Large Telescope(UT2)에 장착된 FLAMES 다섬광 스펙트로그래프를 사용하여 스펙트로스코픽 관측을 수행하였다.
• 대기 온도(Teff), 표면중력(log g), [Fe/H] 등의 대기 파rameter는 광도계 데이터와 스펙트럼 합성으로 유도되었다.
• Na I 이중선(5682–88 Å 및 6154–60 Å)과 금지선 O I 선(6300.3 및 6363.8 Å)의 등가폭을 측정하여 [O/Fe] 및 [Na/Fe]를 산정하였다.
• 모든 별에 대해 일관된 원자적 파arameter, NLTE 보정, 태양 기준 농도를 사용하여 농도 분석을 수행하였다.
• Na-O 역상관관계를 따라 별의 분포 함수를 유도하고, 다양한 클러스터 간에 비교하였다.
• 질량 손실 및 헬륨 농도 증가 모델과의 일관성을 평가하기 위해, HB/RGB 별 수의 비율인 R 파라미터를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NGC 6752에서 Na-O 역상관관계를 따라 분포하는 별의 분포가 NGC 2808와 유의미하게 다를까? 만약 그렇다면, 이는 HB 형태에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ2 NGC 6752에서 관측된 Na-O 역상관관계는 이전 세대 별에서 기인한 초기 화학적 비균일성으로 설명될 수 있는가?
• RQ3 NGC 6752에서 관측된 Na-O 분포의 기울임이 그의 극도로 파란 수평가지 형태와 관련이 있는가?
• RQ4 질량 손실과 헬륨 농도 증가 과정이 NGC 6752에서 RGB와 HB 별 수의 불일치를 어느 정도 설명할 수 있는가?
• RQ5 NGC 6752의 R 파라미터는 유사한 금속성 분포를 가진 다른 클러스터와 비교해 볼 때 어떻게 평가되며, 이는 RGB-manquè 별의 존재를 지지하는가?

주요 결과

• NGC 6752의 평균 금속성은 [Fe/H] = -1.56 ± 0.04 dex이며, 내재된 산란이 없고(표준편차 = 0.037 dex), 적색거성 간에 금속성 분포의 유의미한 확산이 없음을 시사한다.
• Na-O 역상관관계는 적색거성 브런치 전체에 걸쳐 존재하며 균일하며, 혼합 효과의 증거가 없어 초기 기원을 확인한다.
• NGC 6752에서 Na-O 역상관관계를 따라 분포하는 별의 분포는 Na가 적고 O가 많은 별 쪽으로 기울어져 있으며, 이는 M 13에 더 가깝고 NGC 2808보다는 더 유사하다.
• NGC 6752의 R 파라미터(HB/RGB 비율)는 1.56 ± 0.18이며, 평균을 초월하여 관측된 12%의 파란 HB 별 과잉을 설명할 수 있다.
• NGC 6752의 화학적 비정상성 정도는 M 13보다 덜 심각하여 오염 과정의 효율성 또는 역사에 차이가 있음을 시사한다.
• RGB와 HB 별 수의 불일치는 O가 많고 Na가 적은 별에서 강화된 질량 손실로 인해 RGB-manquè 별 존재 가능성으로 설명될 수 있다.