[论文解读] Is UU Herculis a post-AGB star?

В. Г. Клочкова, В. Е. Панчук+1 more|arXiv (Cornell University)|May 29, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用 5

一句话总结

本研究利用6米望远镜五年的高分辨率光谱数据，调查了高银纬异常超巨星UU Herculis的演化状态。径向速度、化学丰度及谱线形成深度的分析未发现其经历后-AGB演化的证据；相反，该星仅表现出首次混合作用的迹象，[Fe/H] = -1.32，[N/Fe] = +0.40，[C/Fe] = -0.30，表明其可能仍处于红巨星分支，而非后-AGB星。

ABSTRACT

In order to understand the evolutionary status of the anomalous supergiant UUHer, the prototype of the class of variable supergiants located at high galactic latitudes, we obtained several high-resolution spectra of this star, with the 6m telescope, over 5 years. This material was used for a search of possible temporal variations of the radial velocity at the different depths in the photosphere and for studying the chemical composition. The average radial velocity Vr approximately 130 km/sec suggests that UUHer belongs to the old population of the Galaxy. No systematic dependence of the velocity on depth of the line formation layer or on ionization and excitation potential is observed. The radial velocity of the H_alpha absorption differs strongly from the average photospheric velocity. The iron abundance in the photosphere of UUHer is significantly lower than that of the Sun: [Fe/H]=-1.32. The enhancement of nitrogen relatively to iron content [N/Fe]=+0.40 in combination with the carbon underabundance [C/Fe]=-0.30 suggests that only a first dredge-up episode occurred. The Na content is normal relatively to iron, therefore there is no evidence for dredging-up of Ne-Na cycle products. The heavy s-process metals Y, Ba are depleted relative to H and Fe, which again implies that the third dredge-up did not occur.

研究动机与目标

• 确定UU Herculis——一颗高银纬异常超巨星的演化状态。
• 通过分析光球层不同位置的径向速度变化，评估UU Herculis是否为后-AGB星。
• 研究UU Herculis的化学成分，特别是与AGB核合成过程相关的元素。
• 通过丰度比评估是否存在第三次混合作用及s-过程增强。

提出的方法

• 利用位于特殊天文台的6米望远镜，对UU Herculis进行了为期五年的高分辨率光谱观测。
• 通过使用电离能和激发能不同的谱线，测量了光球层不同深度的径向速度。
• 采用模型大气进行丰度分析，推导出Fe、C、N、Na、Y和Ba的光球层丰度。
• 通过比较[C/Fe]、[N/Fe]和[Fe/H]评估首次和第三次混合作用的发生情况。
• 检查谱线轮廓（特别是Hα）是否偏离光球速度，以探测可能的包层或脉动活动。
• 使用MPEG模拟可视化径向速度变化，支持光谱数据的解释。

实验结果

研究问题

• RQ1 正如其高银纬和超巨星性质所暗示的，UU Herculis是否为后-AGB星？
• RQ2 在光球层不同层次是否存在可测量的径向速度变化，以指示脉动或质量损失？
• RQ3 UU Herculis的化学成分如何，特别是C、N和s-过程元素？这对其演化历史有何启示？
• RQ4 丰度模式是否表明发生了第三次混合作用——后-AGB演化的标志性特征？
• RQ5 大气中是否存在来自Ne-Na循环或s-过程核合成的混合证据？

主要发现

• UU Herculis的平均径向速度约为130 km/s，与古老银河系族群一致。
• 未检测到径向速度随谱线形成深度、电离能或激发能系统性变化，表明无显著脉动或大气运动。
• 铁丰度显著低于太阳：[Fe/H] = -1.32，表明其为贫金属成分。
• 氮相对于铁被增强：[N/Fe] = +0.40，与首次混合作用一致，但与第三次混合作用或热底燃烧无关。
• 碳相对于铁呈欠丰度：[C/Fe] = -0.30，进一步支持第三次混合作用的缺失。
• 钇和钡相对于铁和氢呈贫化，表明s-过程增强不显著，排除了该星演化过程中发生第三次混合作用的可能性。