[論文レビュー] High S/N Echelle Spectroscopy in Young Stellar Groups II. Rotational Velocities of Early-Type Stars in Sco OB2

A. G. A. Brown, W. Verschueren|arXiv (Cornell University)|Aug 14, 1996

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 9被引用数 12

ひとこと要約

本研究では、Sco OB2協同星団に属する156個の早期型星について、高SN比のエッケルススペクトロスコピーを実施し、その投影回転速度（v sin i）を測定した。3つの独立した手法—ラインプロファイルの幅広がり、スペクトルテンプレートマッチング、He I 4026ラインプロファイルのモデル化—を用いて、B7–B9型の単星はB0–B6型の星よりも顕著に速く回転しており、連星成員は単星よりも遅く回転していることが判明した。また、重力効果に起因する回転の影響により、Walravenフィルタ系の光度色が変化している。

ABSTRACT

We investigate the rotational velocities of early-type stars in the Sco OB2 association. We measure \vsini\ for 156 established and probable members of the association. The measurements are performed with three different techniques, which are in increasing order of expected \vsini: 1) converting the widths of spectral lines directly to \vsini, 2) comparing artificially broadened spectra of low \vsini\ stars to the target spectrum, 3) comparing the \ionI{He}4026\ line profile to theoretical models. The sample is extended with literature data for 47 established members of Sco OB2. Analysis of the \vsini\ distributions shows that there are no significant differences between the subgroups of Sco OB2. We find that members of the binary population of Sco OB2 on the whole rotate more slowly than the single stars. In addition, we find that the B7--B9 single star members rotate significantly faster than their B0--B6 counterparts. We test various hypotheses for the distribution of \vsini\ in the association. The results show that we cannot clearly exclude any form of random distribution of the direction and/or magnitude of the intrinsic rotational velocity vector. We also investigate the effects of rotation on colours in the Walraven photometric system. We show that positions of B7--B9 single dwarfs above the main sequence are a consequence of rotation. This establishes the influence of rotation on the Walraven colours, due primarily to surface gravity effects.

研究の動機と目的

• Sco OB2協同星団に属する早期型星の投影回転速度（v sin i）を高精度で測定すること。
• Sco OB2のサブグループ間、あるいは単星と連星の間で回転速度分布に差が認められるかを調査すること。
• B型矮星に対して、回転がWalravenフィルタ系の光度色に及ぼす影響を評価すること。
• 観測されたv sin i分布が、回転軸のランダムな配向か、固有の速度分布によって説明可能かどうかを検証すること。
• 新規の高分解能スペクトロスコピックデータを、既存の文献値と統合して、分析の統計的信頼性を向上させること。

提案手法

• 地上望遠鏡を用いて、Sco OB2の確認済みおよび可能性のある156個のメンバー星の高SN比（S/N）エッケルススペクトルを取得した。
• v sin iを決定するために3つの独立手法を適用した：直接的なライン幅測定、低v sin i星の人工的幅広がりスペクトルとの比較、He I 4026ラインプロファイルを理論モデルにフィットさせること。
• 新規測定値を、既存の47件の文献値（Sco OB2既知メンバー）と統合し、包括的なサンプルを構築した。
• 統計的比較手法を用いて、Sco OB2のサブグループ間および単星・連星間のv sin i分布の違いを分析した。
• 表面重力および効果的温度への回転の影響をモデル化し、Walraven光度色のずれを説明した。
• 観測分布を理論的期待値と比較することで、回転速度ベクトルのランダム配向モデルの妥当性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Sco OB2の早期型星の回転速度分布は、そのサブグループ間で顕著に異なるか？
• RQ2 Sco OB2の単星と連星メンバーの間で、v sin iに測定可能な差が認められるか？
• RQ3 Sco OB2におけるB7–B9型単星は、B0–B6型単星よりも速く回転しているか？
• RQ4 星の回転が、B型矮星がWalraven光度色図における位置に及ぼす影響はどの程度か？
• RQ5 観測されたv sin i分布は、回転軸方向のランダム配向と大きさのモデルによって説明可能か？

主な発見

• Sco OB2のサブグループ間でv sin i分布の顕著な差は認められなかった。
• Sco OB2の連星成員は、単星に比べて平均的に顕著に遅く回転している。
• Sco OB2のB7–B9型単星は、B0–B6型のそれらよりも顕著に高いv sin i値を示している。
• 回転により、B7–B9型単星の矮星は重力効果に起因してWalraven色-等級図において主系列の上方に位置するよう見える。
• 観測されたv sin i分布は、回転速度ベクトルのランダム配向モデルを明確に除外できない。
• He I 4026ラインプロファイル解析により一貫性のあるv sin i測定値が得られ、全体のデータセットの信頼性を裏付けた。