[論文レビュー] Is UU Herculis a post-AGB star?

В. Г. Клочкова, В. Е. Панчук+1 more|arXiv (Cornell University)|May 29, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、6m望遠鏡を用いた5年間の高分解能分光観測を用いて、高銀緯に位置する異常赤超巨星UU Herculisの進化状態を調査した。径速度、元素同位体比、線形成深さの分析から、後AGB進化の証拠は認められず、むしろ最初の対流混合（first dredge-up）の兆候にとどまっている。[Fe/H] = -1.32、[N/Fe] = +0.40、[C/Fe] = -0.30であり、星は後AGB星ではなく、赤巨星分枝にとどまっている可能性が高いことが示された。

ABSTRACT

In order to understand the evolutionary status of the anomalous supergiant UUHer, the prototype of the class of variable supergiants located at high galactic latitudes, we obtained several high-resolution spectra of this star, with the 6m telescope, over 5 years. This material was used for a search of possible temporal variations of the radial velocity at the different depths in the photosphere and for studying the chemical composition. The average radial velocity Vr approximately 130 km/sec suggests that UUHer belongs to the old population of the Galaxy. No systematic dependence of the velocity on depth of the line formation layer or on ionization and excitation potential is observed. The radial velocity of the H_alpha absorption differs strongly from the average photospheric velocity. The iron abundance in the photosphere of UUHer is significantly lower than that of the Sun: [Fe/H]=-1.32. The enhancement of nitrogen relatively to iron content [N/Fe]=+0.40 in combination with the carbon underabundance [C/Fe]=-0.30 suggests that only a first dredge-up episode occurred. The Na content is normal relatively to iron, therefore there is no evidence for dredging-up of Ne-Na cycle products. The heavy s-process metals Y, Ba are depleted relative to H and Fe, which again implies that the third dredge-up did not occur.

研究の動機と目的

• UU Herculis、高銀緯に位置する異常赤超巨星の進化状態を特定すること。
• 星の表面層における径速度変動を分析することで、UU Herculisが後AGB星であるかどうかを評価すること。
• AGB核融合生成物を示す元素の化学組成を調査すること。
• 第三対流混合およびs過程核融合の有無を、同位体比の分析を通じて評価すること。

提案手法

• UU Herculisの高分解能分光観測を、特殊天文学台の6m望遠鏡を用いて5年間にわたり実施した。
• 異なるイオン化度および励起エネルギーを持つスピン線を用いて、大気層の異なる深さにおける径速度を測定した。
• モデル大気を用いてFe、C、N、Na、Y、Baの光球層組成を導出した。
• [C/Fe]、[N/Fe]、[Fe/H]の比較を通じて、最初および第三対流混合の有無を評価した。
• 特にHαのスペクトル線形の歪みを検討し、周囲星間物質的または脈動的活動の兆候を検出した。
• MPEGシミュレーションを用いて径速度変動を可視化し、分光データの解釈を支援した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 UU Herculisは、高銀緯および超巨星の性質から、後AGB星であるとされているが、真にそうであるか？
• RQ2 大気層の異なる層における測定された径速度変動は、脈動または質量放出を示唆するか？
• RQ3 UU Herculisの化学組成、特にC、Nおよびs過程元素の組成は、どのような進化歴を示唆するか？
• RQ4 同位体比のパターンから、第三対流混合（後AGB進化の特徴的兆候）が発生したと判断できるか？
• RQ5 Ne-Naサイクルやs過程核融合に起因する混合の痕跡が大気中に認められるか？

主な発見

• UU Herculisの平均径速度は約130 km/sであり、古くから銀河的構成を示す。
• 線形成深さ、イオン化度、励起エネルギーに応じた径速度の系統的変動は検出されず、強い脈動的または大気中運動の兆候はなかった。
• 鉄の同位体比は顕著に太陽系以下であり、[Fe/H] = -1.32と金属不足の組成を示している。
• 窒素は鉄に対して過剰に蓄積されており、[N/Fe] = +0.40であり、最初の対流混合に一致するが、第三対流混合や高温底部燃焼の兆候ではない。
• 炭素は鉄に対して不足しており、[C/Fe] = -0.30であり、第三対流混合の欠如をさらに裏付けている。
• イットルやバリウムは鉄および水素に対して欠乏しており、s過程の有意な蓄積は認められない。これは、星の進化において第三対流混合が発生しなかったことを示している。