[论文解读] 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 3

一句话总结

本研究首次利用VLT-UT2上的UVES对来自汉堡/ESO巡天的两颗极端金属贫金属星HE 1303–2708和HE 1353–2735进行了高分辨率丰度分析。研究确认了它们的金属量（[Fe/H] = −2.85 和 −3.20），检测到锂在平台水平，揭示了[ Sr/Fe]存在显著离散性，其中一颗星为锶正常，另一颗为锶贫乏，凸显了在超低金属度下中子俘获元素生成的多样性。

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]

研究动机与目标

• 分析从汉堡/ESO巡天中选取的两颗极端金属贫金属星的化学成分，以探究早期银河系化学演化。
• 研究在[Fe/H] < −2.5时金属贫金属星中观测到的[ Sr/Fe]比值大离散性的起源。
• 测定这些恒星的锂丰度，以评估其在锂平台上的位置并约束原始锂丰度。
• 验证中等分辨率后续光谱在高分辨率观测之前用于可靠恒星参数推导的可行性。
• 展示利用HES作为目标池开展大规模高分辨率金属贫金属星研究的可行性。

提出的方法

• 在VLT-UT2上对两颗HES选中的恒星HE 1303–2708和HE 1353–2735获取了高分辨率UVES光谱。
• 通过Ca II K、Mg I b和巴尔默线翼的谱线合成法，确定了恒星参数（Teff, log g, [Fe/H]）。
• 采用相对于太阳的差分分析法测量了Mg、Ca、Sc、Ti、Cr、Co和Y的丰度，并对Ca的过量丰度进行了校正。
• 通过与合成光谱比较，从Li I 6708 Å双线确定了锂丰度。
• 光谱分析考虑了非局部热动平衡（non-LTE）效应，并使用平面平行的LTE模型大气。
• 采用Ca K指数法进行HES候选星的初步筛选，证实该方法在识别金属贫金属星方面的高效性。

实验结果

研究问题

• RQ1 来自汉堡/ESO巡天的两颗极端金属贫金属星的详细元素丰度是什么？
• RQ2 这些恒星的[ Sr/Fe]比值与已知的金属贫金属星中的离散性相比如何？
• RQ3 这些恒星的锂丰度是多少，与金属贫金属矮星的锂平台相比如何？
• RQ4 从中等分辨率后续光谱推导出的恒星参数与高分辨率UVES数据结果的一致程度如何？
• RQ5 HES能否高效地为高分辨率丰度研究提供高优先级目标？

主要发现

• HE 1303–2708的[Fe/H] = −2.85，HE 1353–2735的[Fe/H] = −3.20，确认了它们作为极端金属贫金属晕星的身份。
• 这两颗恒星在[ Sr/Fe]上表现出显著离散性，其中HE 1303–2708的[ Sr/Fe] = −0.08，HE 1353–2735的[ Sr/Fe] < −1.2，分别表现为锶正常和锶贫乏特征。
• 测得的锂丰度分别为A(Li) = 2.15 ± 0.05 dex（HE 1303–2708）和2.06 ± 0.10 dex（HE 1353–2735），表明两颗恒星均位于金属贫金属矮星的锂平台上。
• 从中等分辨率EMMI光谱推导出的恒星参数与高分辨率UVES数据结果高度一致，验证了后续光谱用于目标筛选的可靠性。
• 确认HE 1353–2735为双线光谱双星，进一步丰富了低金属度下锶贫金属双星的列表。
• 本研究证实HES是获取超金属贫金属星的高效来源，经中等分辨率后续观测后，预计可获得数百个[Fe/H] < −3.0的候选体。