[论文解读] Chemical Compositions of RV Tauri Stars and Related Objects

S. Sumangala Rao, Sunetra Giridhar|arXiv (Cornell University)|Nov 25, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 4被引用 4

一句话总结

本研究对RV Tauri星及其相关天体进行了高分辨率光谱丰度分析，发现在两颗金属贫乏的RVC型星——V820 Cen和IRAS 06165+3158中存在轻微的s-过程增强，同时在SU Gem和BT Lac中发现了尘埃-气体分选的证据。研究结果表明，内在金属贫乏的RV Tauri星，尤其是RVC型，是研究低质量AGB末端附近s-过程的理想候选天体，对理解低金属丰度环境下的后-AGB演化与核合成具有重要意义。

ABSTRACT

We have undertaken a comprehensive abundance analysis for a sample of relatively unexplored RV Tauri and RV Tauri like stars to further our understanding of post-Asymptotic Giant Branch (post-AGB) evolution. From our study based on high resolution spectra and grid of model atmospheres, we find indications of mild s-processing for V820 Cen and IRAS 06165+3158. On the other hand, SU Gem and BT Lac exhibit the effects of mild dust-gas winnowing. We have also compiled the existing abundance data on RV Tauri objects and find that a large fraction of them are afflicted by dust-gas winnowing and now added by the present work, we find a small group of two RV Tauris showing mild s-process enhancement in our Galaxy. With two out of three reported s-process enhanced objects belonging to RV Tauri spectroscopic class C, these intrinsically metal-poor objects appear to be promising candidates to analyse the possible s-processing in RV Tauri stars.

研究动机与目标

• 研究未被充分探索的RV Tauri星及RV Tauri型星的化学组成，以理解后-AGB演化过程。
• 确定金属贫乏RV Tauri星，特别是RVC型，是否发生轻微的s-过程。
• 评估尘埃-气体分选在塑造这些恒星丰度异常中的作用。
• 识别导致元素耗竭模式（如难熔元素耗竭）出现的条件，特别是在双星系统中。
• 阐明双星性、周星物质与观测到的丰度异常之间的关联。

提出的方法

• 利用高分辨率光谱法从目标恒星的观测光谱中推导元素丰度。
• 采用模型大气结构网格分析谱线并确定大气参数。
• 将丰度模式与星际介质（ISM）成分及s-过程预测进行比较，以识别核合成特征。
• 通过分析难熔元素与铁的丰度比，并与ISM型耗竭模式比较，评估尘埃-气体分选效应。
• 将光变与轨道数据与光谱结果交叉比对，评估双星性和周星盘在其中的作用。
• 整理并重新分析现有RV Tauri天体的丰度数据，以提供新发现的背景参照。

实验结果

研究问题

• RQ1 金属贫乏的RV Tauri星，特别是RVC型，是否表现出可测量的s-过程增强？
• RQ2 在何种条件下有利于RV Tauri星发生尘埃-气体分选？双星性和轨道参数如何影响该过程？
• RQ3 为何一些具有周星物质和双星性的恒星（如IRAS 19135+3937）在条件有利的情况下仍无元素耗竭？
• RQ4 是否存在一个金属丰度阈值，低于该阈值时s-过程在RV Tauri星中可被探测到？
• RQ5 脉动与质量损失如何影响RV Tauri系统的丰度模式？

主要发现

• 在V820 Cen（[Fe/H] = −2.2）中检测到轻微的s-过程增强，轻同位素s-过程元素增强+1.2，重同位素增强+2.1。
• IRAS 06165+3158（一颗RV Tauri型天体）也表现出中等程度的s-过程增强，但其分类仍不确定，因缺乏光变观测数据。
• SU Gem和BT Lac表现出明显的尘埃-气体分选迹象，难熔元素相对于铁被耗竭。
• IRAS 19135+3937和IRAS 01427+4633尽管具有周星物质和双星性，却未表现出耗竭，可能由于轨道周期短且质量损失率高。
• s-过程增强星（如V820 Cen）中未观测到碳富集，这一现象尚无法解释，对现有核合成模型构成挑战。
• 本研究证实，银河系晕中的RV Tauri星，尤其是RVC型，是研究低金属丰度环境下s-过程的理想目标。