[論文レビュー] Abundance analysis of two extremely metal-poor stars from the Hamburg/ESO Survey

É. Depagne, V. Hill+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 24, 2000

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、VLT-UT2のUVESを用いて、ハレムブルク/ESOサーベイから選ばれた2つの極めて金属不足な星、HE 1303–2708およびHE 1353–2735について、初めての高分解能元素組成分析を実施した。星の金属量（[Fe/H] = −2.85および−3.20）が確認され、リチウムがプラットフォームレベルで検出された。また、中性子捕獲元素の[ Sr/Fe ]比に顕著な散らばりが見られ、一方の星はSr正規、他方はSr貧困であることが判明し、超低金属量における中性子捕獲元素生成の多様性が浮き彫りになった。

ABSTRACT

We report on the first high spectral resolution analysis of extremely metal-poor halo stars from the Hamburg/ESO objective-prism survey (HES). The spectra were obtained with UVES at VLT-UT2. The two stars under investigation (\object {HE 1303--2708} and \object {HE 1353--2735}) are main-sequence turnoff-stars having metal abundances of [Fe/H]=-2.85 and -3.20, respectively. The stellar parameters derived from the UVES spectra are in very good agreement with those derived from moderate-resolution follow-up spectra. HE 1353--2735 is a double-lined spectroscopic binary. The two stars nicely reproduce the strong scatter in [Sr/Fe] observed for extremely metal-poor stars. While we see a strong Sr II $λ4215$ Å line in the spectrum of HE 1303--2708 ([Sr/Fe]=-0.08), we can only give an upper limit for HE 1353--2735 ([Sr/Fe]

研究の動機と目的

• ハレムブルク/ESOサーベイから選ばれた2つの極めて金属不足星の化学的組成を分析し、初期銀河化学進化を解明すること。
• 金属量が[Fe/H] < −2.5の金属不足星で観測された[ Sr/Fe ]比の大きな散らばりの起源を解明すること。
• これらの星におけるリチウムの全量を測定し、金属不足矮星におけるリチウムプラットフォーム上での位置を評価し、初期宇宙リチウム全量を制約すること。
• 高分解能観測の前段階として、中分解能フォローアップスペクトルを用いた信頼性の高い星のパラメータ導出手法の妥当性を検証すること。
• HESをターゲットプールとして用いた、金属不足星の大規模高分解能研究の実現可能性を示すこと。

提案手法

• 2つのHES選定星、HE 1303–2708およびHE 1353–2735に対して、VLT-UT2で高分解能UVESスペクトルを取得した。
• Ca II K、Mg I b、およびバルマー線の端部を用いたスペクトル合成により、星のパラメータ（Teff、log g、[Fe/H]）を導出した。
• 太陽を基準として相対的分析を用い、Mg、Ca、Sc、Ti、Cr、Co、Yの全量を測定した。Caの過剰を補正した。
• Li I 6708 Å二重線を合成スペクトルと比較して、リチウム全量を決定した。
• 非局所熱平衡（non-LTE）効果を考慮した分析を実施し、平面平行LTEモデル大気を用いた。
• 初期のHES候補選定にはCa Kインデックス法を用い、金属不足星の同定に有効であることが確認された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハレムブルク/ESOサーベイに由来する2つの極めて金属不足星の詳細な元素全量は何か？
• RQ2 これらの星の[ Sr/Fe ]比は、金属量が[Fe/H] < −2.5の星で知られている散らばりとどのように比較できるか？
• RQ3 これらの星におけるリチウム全量は何か？金属不足矮星のリチウムプラットフォームと比べてどうか？
• RQ4 中分解能フォローアップスペクトルから導かれた星のパラメータは、高分解能UVESデータから得られたものとどの程度一致するか？
• RQ5 HESは、高分解能組成研究のための高優先度ターゲットを効率的に供給できるか？

主な発見

• HE 1303–2708は[Fe/H] = −2.85、HE 1353–2735は[Fe/H] = −3.20であり、両星とも極めて金属不足な銀河ホール星としての立場が確認された。
• 2つの星は[ Sr/Fe ]比に顕著な散らばりを示し、HE 1303–2708は[ Sr/Fe ] = −0.08、HE 1353–2735は[ Sr/Fe ] < −1.2であった。それぞれSr正規およびSr貧困の特徴を示した。
• リチウム全量は、HE 1303–2708でA(Li) = 2.15 ± 0.05 dex、HE 1353–2735で2.06 ± 0.10 dexと測定され、両星とも金属不足矮星におけるリチウムプラットフォーム上に位置することが判明した。
• 中分解能EMMIスペクトルから導かれた星のパラメータは、高分解能UVESデータからの結果とよく一致しており、フォローアップ分光観測をターゲット選定に用いる妥当性が裏付けられた。
• HE 1353–2735は二重線分光連星として確認され、低金属量におけるSr貧困連星の増加を示す証拠となった。
• 本研究は、HESが超金属不足星の高効率な供給源であることを確認した。中分解能フォローアップ後、数百個の[Fe/H] < −3.0の候補が得られると予想される。