[论文解读] Na-O Anticorrelation and HB. II. The Na-O anticorrelation in the globular cluster NGC 6752

E. Carretta, A. Bragaglia+3 more|ArXiv.org|Jan 8, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 37被引用 73

一句话总结

本研究利用FLAMES/VLT对NGC 6752中的约150颗红巨星进行了高分辨率光谱分析，测量了Fe、O和Na的丰度，以探究Na-O反相关性与水平分支（HB）形态之间的关联。研究发现Na-O分布向Na贫乏星体倾斜，更类似于M 13而非NGC 2808，表明化学不均一性可能影响HB形态，尽管质量损失和氦富集仍是解释该星团蓝HB尾现象的关键不确定性因素。

ABSTRACT

We are studying the Na-O anticorrelation in several globular clusters of different Horizontal Branch (HB) morphology in order to derive a possible relation between (primordial) chemical inhomogeneities and morphological parameters of the cluster population. We used the multifiber spectrograph FLAMES on the ESO Very Large Telescope UT2 and derived atmospheric parameters and elemental abundances of Fe, O and Na for about 150 red giant stars in the Galactic globular cluster NGC 6752. The average metallicity we derive is [Fe/H]=-1.56, in agreement with other results from red giants, but lower than obtained for dwarfs or early subgiants. In NGC 6752 there is not much space for an intrinsic spread in metallicity: on average, the rms scatter in [Fe/H] is 0.037+/-0.003 dex, while the scatter expected on the basis of the major error sources is 0.039+/-0.003 dex. The distribution of stars along the Na-O anticorrelation is different to what was found in the first paper of this series for the globular cluster NGC 2808: in NGC 6752 it is skewed toward more Na-poor stars, and it resembles more the one in M 13. Detailed modeling is required to clarify whether this difference may explain the very different distributions of stars along the HB.

研究动机与目标

• 研究球状星团（特别是NGC 6752）中Na-O反相关性与水平分支（HB）形态之间的关系。
• 确定化学不均一性（特别是Na-O反相关性）是否能解释NGC 6752中观测到的HB形态，包括其显著的蓝HB尾。
• 建立一个同质的、大样本的红巨星Fe、O和Na丰度数据集，以检验丰度异常的原初起源假说。
• 将NGC 6752中恒星沿Na-O反相关性的分布与其他星团（如NGC 2808和M 13）进行比较，评估其在第二参数效应中的作用。

提出的方法

• 使用欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）UT2上的FLAMES多光纤光谱仪获取光谱观测数据。
• 通过测光和光谱合成法确定大气参数（Teff、log g、[Fe/H]）。
• 测量Na I双线（5682–88 Å和6154–60 Å）及禁线O I（6300.3和6363.8 Å）的等效宽度，以确定[O/Fe]和[Na/Fe]。
• 所有恒星均采用一致的原子参数、非局部热动平衡（NLTE）修正和太阳参考丰度进行丰度分析。
• 推导恒星在Na-O反相关性上的分布函数，并在不同星团间进行比较。
• 评估R参数（HB与RGB星体的比率），以检验其与质量损失和氦富集模型的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 NGC 6752中恒星沿Na-O反相关性的分布是否与NGC 2808有显著差异？若存在差异，这对HB形态有何含义？
• RQ2 NGC 6752中观测到的Na-O反相关性是否可由前代恒星产生的原初化学不均一性解释？
• RQ3 NGC 6752中Na-O分布向Na贫乏星体的偏斜是否与其中极端蓝HB形态相关？
• RQ4 质量损失和氦富集过程在多大程度上能解释NGC 6752中RGB与HB星体数量的差异？
• RQ5 NGC 6752中的R参数与具有相似金属量的其他星团相比如何？其结果是否支持RGB-缺失星体的存在？

主要发现

• NGC 6752的平均金属量为[Fe/H] = -1.56 ± 0.04 dex，无固有弥散（rms = 0.037 dex），表明红巨星中无显著的金属量弥散。
• Na-O反相关性在整个红巨星分支上存在且均匀分布，无混合效应的证据，证实其原初起源。
• NGC 6752中恒星沿Na-O反相关性的分布向Na贫乏、O富集星体倾斜，更类似于M 13而非NGC 2808。
• NGC 6752的R参数（HB/RGB比率）为1.56 ± 0.18，高于平均水平，可解释观测到的12%蓝HB星体过剩。
• NGC 6752中化学异常的程度弱于M 13，表明污染过程的效率或历史存在差异。
• RGB与HB星体数量的差异可通过RGB-缺失星体的存在得到调和，可能源于O富集、Na贫乏星体中增强的质量损失。