[论文解读] Chemical abundances for the transiting planet host stars OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1. Abundances in different galactic populations

N. C. Santos, A. Ecuvillon+7 more|ArXiv.org|Jun 30, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 42被引用 25

一句话总结

本研究利用UVES/VLT数据，对六颗凌星系外行星系恒星（OGLE-TR-10、56、111、113、132和TrES-1）中的16种元素进行了高分辨率光谱丰度测量。尽管这些恒星具有高金属量且围绕热木星运行，但与太阳邻近盘星相比，[X/Fe]比值未发现显著差异，也未发现行星物质通过凝聚温度趋势发生分馏吸积的证据。

ABSTRACT

We used the UVES spectrograph (VLT-UT2 telescope) to obtain high-resolution spectra of 6 stars hosting transiting planets, namely for OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1. The spectra are now used to derive and discuss the chemical abundances for C, O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu and Zn. Abundances were derived in LTE, using 1-D plane-parallel Kurucz model atmospheres. For S, Zn and Cu we used a spectral synthesis procedure, while for the remaining cases the abundances were derived from measurements of line-equivalent widths. The resulting abundances are compared with those found for stars in the solar neighborhood. Distances and galactic coordinates are estimated for the stars. We conclude that besides being particularly metal-rich, with small possible exceptions OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1 are chemically undistinguishable from the field (thin disk) stars regarding their [X/Fe] abundances. This is particularly relevant for the most distant of the targets, located at up to ~2 Kpc from the Sun. We also did not find any correlation between the abundances and the condensation temperature of the elements, an evidence that strong accretion of planetary-like material, tentatively connected to planetary migration, did not occur.

研究动机与目标

• 确定六颗凌星系外行星系恒星中关键元素（C、O、Na、Mg、Al、Si、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn）的精确化学丰度。
• 调查这些恒星的高金属量是否如某些行星形成模型所建议的那样，源于行星物质的吸积。
• 通过估算距离和银道坐标，评估这些恒星的银河分布和运动学特性。
• 将这些恒星的[X/Fe]丰度模式与太阳邻近场星进行比较，以评估其化学相似性。
• 检验元素丰度与凝聚温度之间是否存在相关性，作为行星物质吸积的特征信号。

提出的方法

• 使用VLT-UT2 Kueyen望远镜上的UVES光谱仪获取高分辨率（R ~ 40,000）且信噪比高（S/N > 100）的光谱。
• 通过光谱线分析确定恒星大气参数（Teff、log g、微湍流），并用于计算元素丰度。
• 大多数元素的丰度通过恒星光谱中孤立且未重叠的谱线等效宽度测量获得。
• 对于S、Zn和Cu，由于谱线重叠或强度微弱，采用谱线合成法。
• 在局部热动平衡（LTE）条件下，使用一维平面平行Kurucz模型大气计算丰度。
• 利用观测星等、星际消光修正以及恒星有效温度估算银河距离和坐标。

实验结果

研究问题

• RQ1 凌星系外行星系恒星OGLE-TR-10、56、111、113、132和TrES-1在[X/Fe]丰度比上是否与太阳邻近场星存在化学差异？
• RQ2 具有不同凝聚温度的元素丰度是否表现出系统性趋势，表明行星物质的吸积？
• RQ3 这些恒星的银河距离和位置如何？与太阳邻近区分布相比有何差异？
• RQ4 这些恒星的高金属量是否与行星系统物质污染一致，还是其为原初形成？
• RQ5 这些恒星的丰度模式是否支持或反驳金属丰度较高的恒星更可能拥有类木行星的假设？

主要发现

• 六颗系外行星系恒星均为金属丰度较高的恒星，[Fe/H]值在+0.06（TrES-1）至+0.37（OGLE-TR-132）之间，与先前研究结果一致。
• 在行星系恒星与太阳邻近盘星之间，[X/Fe]丰度比未发现显著差异，表明尽管其银心距离不同，但化学性质相似。
• OGLE-TR-10和OGLE-TR-56位于太阳圈内1 kpc以内，而OGLE-TR-111、113和TrES-1在银心半径上接近太阳。
• OGLE-TR-113的Tcond-斜率异常陡峭，达-33 dex/100,000 K，但此结果归因于单条不确定的碳线；排除碳后，斜率为-5 dex/100,000 K，仍在正常范围内。
• 在样本中未检测到元素丰度与凝聚温度之间的清晰相关性，表明缺乏行星物质分馏吸积的强证据。
• [X/Fe]与Tcond之间无趋势，支持这些恒星的高金属量并非由近期吸积富含金属但挥发性元素贫乏的行星物质所致。