[논문 리뷰] Rotational velocities of A-type stars I. Measurement of vsini in the southern hemisphere

F. Royer, M. Gerbaldi외 2명|ArXiv.org|2001. 10. 22.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 40인용 수 71

한 줄 요약

이 연구는 ESO의 라 실리아 관측소에서 확보한 고해상도 분광 데이터를 이용한 푸리에 변환 분석을 통해 남반구에 위치한 525개의 A형 항성에 대한 투영 회전 속도(v sin i)의 새로운 측정치를 제시한다. 주요 결과로는, 기존에 널리 사용되는 Slettebak 등 (1975)의 보정치보다 v sin i 값이 체계적으로 10–12% 높게 측정되었으며, 이는 이전 샘플 내의 해상도가 낮은 이중성 항성과 오래된 모델 대기층 때문일 가능성이 있다.

ABSTRACT

Within the scope of a Key Programme determining fundamental parameters of stars observed by HIPPARCOS, spectra of 525 B8 to F2-type stars brighter than V=8 have been collected at ESO. Fourier transforms of several line profiles in the range 4200-4500 A are used to derive vsini from the frequency of the first zero. Statistical analysis of the sample indicates that measurement error is a function of vsini and this relative error of the rotational velocity is found to be about 6% on average. The results obtained are compared with data from the literature. There is a systematic shift from standard values from Slettebak et al. (1975), which are 10 to 12% lower than our findings. Comparisons with other independent vsini values tend to prove that those from Slettebak et al. are underestimated. This effect is attributed to the presence of binaries in the standard sample of Slettebak et al., and to the model atmosphere they used.

연구 동기 및 목표

• 남반구에서 V = 8 이하의 밝은 B8에서 F2형 항성에 대해 통계적으로 유의미한 샘플의 v sin i를 측정하기 위해.
• 기존의 v sin i 측정치의 정확도와 체계적 오차를 평가하며, 특히 널리 사용되는 Slettebak 등 (1975)의 보정치를 중심으로 하기 위해.
• 늦은 B형 및 초기 A형 항성의 v sin i 값에 관찰된 산란이 측정 오차인지, 물리적 진화적 영향인지 파악하기 위해.
• 이전의 보정치에 의존하지 않는 보정 자유 측정법으로 푸리에 변환 방법을 이용해 v sin i를 독립적으로 측정하기 위해.

제안 방법

• ESO의 라 실리아 관측소의 망원경을 이용해 525개의 A형 항성에 대해 고해상도 분광 데이터(4200–4500 Å)를 확보하였다.
• 첫 번째 영점 주파수와 관련된 스펙트럼선 프로파일에 푸리에 변환 기법을 적용하여 v sin i와의 상관관계를 도출하였다.
• Ramella 등 (1989)의 방법을 사용해 FWHM에서 v sin i로의 보정에 의존하지 않고 직접적으로 v sin i를 유도하였다.
• 측정 오차를 v sin i에 따라 정량화하기 위해 통계 분석을 수행하였으며, 평균 상대 오차는 약 6%로 산출되었다.
• Slettebak 등 (1975), Abt & Morrell (1995) 및 기타 문헌의 값과 비교하여 체계적 오프셋을 확인하였다.
• 기존에 알려진 v sin i를 가진 표준 항성들을 분석하여 방법의 정당화 및 문헌 내 오차 평가를 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 남반구 A형 항성의 v sin i 측정치는 널리 사용되는 Slettebak 등 (1975)의 보정치와 어떻게 비교되는가?
• RQ2 푸리에 변환 방법을 통해 유도된 v sin i의 진짜 측정 불확도는 얼마이며, 자전 속도에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ3 늦은 B형 및 초기 A형 항성에서 관측된 v sin i 값의 산란은 측정 오차 때문인지, 물리적 진화적 영향 때문인지?
• RQ4 이중성 항성이 해결되지 않은 상태로 포함된 이전의 v sin i 값은 어느 정도 과소평가되었는가? 또는 오래된 모델 대기층 때문인가?
• RQ5 새로운 v sin i 측정치는 교차 상관 및 스펙트럼 합성 기법을 통한 독립적 측정과 얼마나 일치하는가?

주요 결과

• v sin i의 평균 상대 측정 오차는 약 6%이며, 저속도에서 더 높은 불확도를 보인다.
• 새로운 v sin i 측정치는 Slettebak 등 (1975)에서 보고된 값보다 체계적으로 10–12% 더 높으며, 이는 표준 보정치의 심각한 과소평가를 시사한다.
• Slettebak 등 (1975)과의 격리된 차이는 그들의 샘플 내에 해상도가 낮은 이중성 항성이 존재했고, 오래된 모델 대기층이 사용된 데 기인한 것으로 추정된다.
• Abt & Morrell (1995), Wolff & Simon (1997) 및 기타 연구에서의 독립적 측정치는 일관된 경향을 보이며, Slettebak 등 (1975)의 값이 과소평가되었음을 지지한다.
• 시리우스, ν Pup, ϵ Aqr와 같은 표준 항성의 경우, 새로운 측정치는 SCBWP 목록의 값보다 유의미하게 높으며, 오차가 최대 30%에 이르렀다.
• 늦은 B형 및 초기 A형 항성에서 v sin i의 명백한 산란은 측정 오차 때문만은 아니며, 물리적 진화적 영향이 있을 가능성이 있음을 확인하였지만, 1.6 M☉ 이상의 항성에서는 강한 진화 경향은 확인되지 않았다.