[論文レビュー] New generation model atmospheres for chemically peculiar stars

O. Kochukhov, D. Shulyak|ArXiv.org|Nov 30, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、異常な元素含有量、化学的分層構造、磁場を考慮したLLmodelsコードを用いて、化学的に特異な（CP）星の新しい世代のモデル大気を提示する。主な発見は、標準モデルがCP星に適用された場合、特異な化学組成による顕著な光学濃度の変化のため、有効温度を約250 K、表面重力加速度を約0.25 dex低く見積もってしまうことである。これにより、正確な星のパラメータと元素含有量の決定には、特化したモデルの適用が不可欠である。

ABSTRACT

The atmospheric structure of chemically peculiar stars deviates from that of normal stars with similar fundamental parameters due to unusual chemistry, abundance inhomogeneities and the presence of strong magnetic field. These effects are not considered in the standard model atmospheres, possibly leading to large errors in the stellar parameter determination and abundance analysis. To tackle this problem we used the state-of-the-art opacity sampling model atmosphere code LLmodels to calculate comprehensive grid of new generation model atmospheres for magnetic CP stars. This grid covers the whole parameter space occupied by SrCrEu and Si-peculiar stars, taking into account characteristic temperature dependence of the chemical abundances. Here we present the first results of our model atmosphere calculations.

研究の動機と目的

• 標準的な太陽成分モデル大気が、異常な元素含有量、化学的分層構造、強い磁場を有する化学的に特異な（CP）星に適用された場合に生じる不正確さを是正すること。
• SrCrEuおよびSi特異星の全パラメータ空間をカバーする包括的なモデル大気のグリッドの開発。
• 特異な化学組成と磁場が、CP星の大気における温度構造、放射フラックス分布、およびスペクトル線形成に与える影響の定量化。
• 標準的な太陽成分モデルを用いることによる系統的バイアスを回避し、有効温度および表面重力加速度の決定精度を向上させること。

提案手法

• 完全な線幅光学濃度処理を実施するが、簡略化された近似を一切用いない1次元、LTE、静的モデル大気コードであるLLmodelsを用いてモデルを計算。
• 有効温度は6500〜18,000 K（ステップ：250–500 K）、表面重力加速度は3.25〜4.5 dex（ステップ：0.25 dex）のグリッドを用いた。
• Ryabchikova（2005）の温度依存の実測含有量テーブル（Ca, Si, Cr, Feおよびその他の元素）を用い、観測されたCP星の組成に基づく。
• log g = 4.0の一部のモデルに対して、Kochukhovら（2005）の磁場処理を5 kGの磁場強度で適用。
• 正確な線幅光学濃度計算を保証するため、原子線リストはVALDデータベースから取得。
• 化学的異常および磁場の影響を明確に分離するため、同一の大気パラメータ下でAp星モデルと太陽成分モデルを比較。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 化学的に特異な星における異常な元素含有量は、標準的な太陽成分モデルと比較して、モデル大気における温度構造および放射フラックス分布にどのように影響を与えるか？
• RQ2 5 kGの磁場が、化学的含有量の影響と比較して、CP星の大気構造にどの程度の影響を及ぼすか？
• RQ3 特異な化学組成を有するCP星に標準モデルを適用した場合、有効温度および表面重力加速度の決定にどのような系統的バイアスが生じるか？
• RQ4 通常星に基づく光度校正はCP星に適用した場合、どの程度の修正が必要か？
• RQ5 Ap星の大気におけるエネルギー再分配は、通常星と比較して、全放射補正および光度色にどのように影響を与えるか？

主な発見

• CP星における異常な含有量は、深部大気では200–400 Kの温度上昇、上層大気では100–200 Kの冷却を引き起こす。
• 5 kGの磁場が大気構造に与える影響は、化学的含有量異常の影響と比較して無視できるほど小さい。
• Ap星の水素線に標準的な太陽成分モデルをフィットさせると、有効温度が約250 K、表面重力加速度が約0.25 dex低く見積もられる。
• Ap星のモデルフラックスは、UVから可視光および赤外域へのエネルギー再分配が顕著に現れ、スペクトルエネルギー分布が変化する。
• 標準的な光度校正は、大気の光学濃度およびエネルギー分布の差異のため、Ap星の有効温度を300–500 K過大評価する。
• Ap星と通常星との間で全放射補正は、最大0.1 magの系統的差異を示すが、これは補正が小さいものの、正確な解析ではその符号と大きさを考慮する必要があることを示している。