[論文レビュー] Rotational velocities of A-type stars. III. Velocity distributions

F. Royer, J. Zorec+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 26, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 59被引用数 128

ひとこと要約

本研究は、投影効果および測定誤差を補正するための頑健な統計的デコンボリューションを用いて、約1,100個の単一A型星の回転速度を分析した。後期B型および初期A型星では、二峰性の赤道速度分布が明らかになった。これは、主系列前段階における角運動量の損失および再分配が関与していることを示唆する。一方、中程度および後期A型星では、ゆっくり回転する星が著しく欠落しており、進化的要因によるものとされる。

ABSTRACT

Aim - In this work, a sample of vsini of B9 to F2-type main sequence single stars has been built from highly homogeneous vsini parameters determined for a large sample cleansed from objects presenting the Am and Ap phenomenon as well as from all known binaries. The aim is to study the distributions of rotational velocities in the mass range of A-type stars for normal single objects. Methods - Robust statistical methods are used to rectify the vsini distributions from the projection effect and the error distribution. The equatorial velocity distributions are obtained for an amount of about 1100 stars divided in six groups defined by the spectral type, under the assumption of randomly orientated rotational axes. Results - We show that late B and early A-type main-sequence stars have genuine bimodal distributions of true equatorial rotational velocities due probably to phenomena of angular momentum loss and redistribution the star underwent before reaching the main sequence. A striking lack of slow rotators is noticed among intermediate and late A-type stars. The bimodal-like shape of their true equatorial rotational velocity distributions could be due to evolutionary effects.

研究の動機と目的

• 単一A型星の真の赤道回転速度分布を、投影および測定誤差の補正を加えて調査すること。
• 特に主系列初期段階において、A型星の回転速度分布が単峰性か多峰性かを特定すること。
• 観察された分布が星形成の特性か、特に対流的および放射的エンベロープの遷移付近における内部構造的性質に起因するかを評価すること。
• A型星の回転速度分布に、角運動量の損失および再分配の痕跡が見られるかを同定すること。

提案手法

• 均一性を確保するため、Am星、Ap星および連星を除いた約1,100個の単一A型星のサンプルを用いる。
• 観測されたv sin i分布をなめらかにするために、ガウスカーネルとSheather-Jones帯域幅選択法を用いたカーネル密度推定を適用する。
• 測定誤差および傾きの投影効果を補正するために、Lucy反復デコンボリューション技術を用いる。誤差分布および傾き分布をデコンボリューションカーネルとして使用する。
• 収束するまで繰り返し密度推定を refining する。収束判定には有意水準1%のコルモゴロフ・スミルノフ検定を用いる。
• デコンボリュートされた分布におけるモードの有意性を評価するために、ばらつき帯（variability bands）を計算する。これにより、二峰性特徴の統計的信頼性を保証する。
• スペクトル型の6グループに分けて分析を実施し、回転軸の方向がランダムであると仮定して、結果を赤道速度分布に変換する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 単一の後期B型および初期A型主系列星において、投影および測定誤差を補正した後、回転速度分布は単峰性か多峰性か？
• RQ2 中程度および後期A型星の赤道速度分布に見られる二峰性に似た構造の原因は何か？進化的プロセスと関連しているか？
• RQ3 中程度および後期A型星に見られるゆっくり回転する星の欠落は、星の進化そのものに起因するのか、選択バイアスによるものなのか？
• RQ4 主系列前段階における角運動量の損失および再分配プロセスが、A型星の回転速度分布にどの程度の痕跡を残すか？
• RQ5 初期A型星の回転速度分布の二峰性は、形成関連要因に起因するものか、それとも内部構造的性質に起因するものか？

主な発見

• 後期B型および初期A型主系列星では、真の赤道回転速度の本質的な二峰性分布が確認され、主系列前段階における角運動量の損失および再分配プロセスが、その回転特性を顕著に形作っていることを示している。
• 二峰性分布は、観測バイアスではなく、主系列前段階における角運動量の損失および再分配の共同効果に起因するとされる。
• 中程度および後期A型星では、ゆっくり回転する星の著しい欠落が観察され、進化的プロセス（おそらく対流的および放射的エンベロープの遷移に関連するもの）が、ゆっくり回転する星の形成または生存を抑制している可能性を示唆している。
• 中程度および後期A型星の観察された回転速度分布は、二峰性に似た形状であるが、これは形成特性ではなく、進化的要因によって駆動されていると考えられる。
• 統計的デコンボリューション手法により、投影および測定誤差に隠れていた内在的回転速度分布が明確に分離された。
• ばらつき帯により、デコンボリュートされた分布における観察されたモードが統計的に有意であることが確認され、同定された二峰性および単峰性特徴の妥当性が裏付けられた。