[论文解读] Characteristics of 100+ Kepler Asteroseismic Targets from Ground-Based Observations

J. Molenda, M. Jerzykiewicz+4 more|arXiv (Cornell University)|May 6, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 6

一句话总结

本研究对119颗开普勒星震目标及两个疏散星团（NGC 6866 和 NGC 6811）进行了地面光谱与测光观测，精确测定了有效温度、表面重力、金属丰度、投影旋转速度和径向速度等大气参数。主要发现包括：对于有效温度高于7000 K的恒星，其光谱测得的有效温度与开普勒输入星表（KIC）值存在显著差异；19个目标的星际消光可忽略不计；在NGC 6866中发现了δ Sct和γ Dor型脉动恒星，且未发现γ Dor的脉动频率与星团年龄或金属丰度之间存在相关性。

ABSTRACT

We present results of our 5-years-long program of ground-based spectroscopic and photometric observations of individual Kepler asteroseismic targets and the open clusters NGC6866 and NGC6811 from the Kepler field of view.We determined the effective temperature, surface gravity, metallicity, the projected rotational velocity and the radial velocity of 119 Kepler asteroseismic targets for which we acquired high-resolution spectra. For many of these stars the derived atmospheric parameters agree with Teff, log g, and [Fe/H] from the Kepler Input Catalog (KIC) to within their error bars. Only for stars hotter than 7000K we notice significant differences between the effective temperature derived from spectroscopy and Teff given in the KIC. For 19 stars which we observed photoelectrically, we measured the interstellar reddening and we found it to be negligible. Finally, our discovery of the delta Sct and gamma Dor pulsating stars in the open cluster NGC6866 allowed us to discuss the frequency of the occurrence of gamma Dor stars in the open clusters of different age and metallicity and show that there are no correlations between these parameters.

研究动机与目标

• 利用地面光谱学对119颗开普勒星震目标进行高精度大气参数（T_eff, log g, [Fe/H], v sin i, v_r）测定。
• 通过与光谱测量结果对比，评估开普勒输入星表（KIC）中参数的准确性。
• 测量开普勒目标的星际消光，并评估其对测光与光谱分析的影响。
• 在开普勒视场内的疏散星团NGC 6866和NGC 6811中识别并表征脉动恒星，特别是δ Sct和γ Dor型。
• 研究不同年龄与金属丰度的疏散星团中γ Dor型恒星的出现频率，以检验其是否存在相关性。

提出的方法

• 从多个天文台获取高分辨率光谱数据：卡塔尼亚太阳物理天文台（OACt）、弗兰克林·L·惠普尔天文台（FLWO）、橡树岭天文台（ORO）和多镜面望远镜（MMT）。
• 采用光谱分析方法，为119颗恒星推导出有效温度（T_eff）、表面重力（log g）、金属丰度（[Fe/H]）、投影旋转速度（v sin i）和径向速度（v_r）。
• 在波兰弗罗茨瓦夫大学天文台的比亚尔科夫站进行光时序测光观测，以探测NGC 6866和NGC 6811中的变星。
• 实施多站点测光观测（NGC 6866为2009年，NGC 6811为2010年），测量B和V波段的振幅与相位差异，并确定脉动模的角度数（l）。
• 将光谱测得的参数与开普勒输入星表（KIC）中的参数进行比较，评估误差范围内的差异。
• 利用测光数据测量19颗开普勒目标的星际消光（E(B-V)），发现大多数目标的值接近零。

实验结果

研究问题

• RQ1 对于119颗星震目标，光谱测得的大气参数（T_eff, log g, [Fe/H], v sin i, v_r）与开普勒输入星表（KIC）中的值相比如何？
• RQ2 对19颗进行测光观测的开普勒目标，其星际消光水平如何？与KIC估计值相比有何差异？
• RQ3 在开普勒视场中的疏散星团中，γ Dor型恒星的出现是否与星团年龄或金属丰度存在相关性？
• RQ4 在疏散星团NGC 6866和NGC 6811中，脉动恒星（δ Sct和γ Dor型）的频率与性质如何？
• RQ5 能否从多波段测光数据中约束脉动模的角度数（l），以支持星震学建模？

主要发现

• 对于有效温度高于7000 K的恒星，尽管KIC的不确定度为±200 K，其光谱测得的T_eff值与KIC值存在显著差异。
• 光谱测得的金属丰度（[Fe/H]）与KIC值在KIC较大的不确定度范围（±0.5 dex）内一致。
• 对于主序星，光谱测得的表面重力（log g）与KIC值吻合良好；但对于演化星，差异最大可达1.5 dex。
• 19颗开普勒目标的星际消光（E(B-V)）可忽略不计，与KIC估计的0.01至0.06 mag范围相矛盾。
• 在NGC 6866中发现了19颗变星，包括3颗δ Sct和2颗γ Dor型脉动星，证实了在中等年龄与金属丰度星团中存在γ Dor型恒星。
• 未发现γ Dor型恒星数量与星团年龄或金属丰度之间存在相关性，表明γ Dor脉动的发生可能不强烈依赖于这些参数。