[论文解读] Oscillation mode identifications and models for the delta Scuti star FG Virginis

M. Viskum, H. Kjeldsen+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用 13

一句话总结

本研究利用结合的光谱与测光时间序列数据，识别了猎犬座δ型变星FG Virginis中的振荡模态，通过振幅比确定了径向（l=0）和偶极（l=1）模态。研究将147 μHz模态识别为主脉动模态（l=1），发现140 μHz处存在一个径向基频模态，并推导出恒星密度为0.1645 ± 0.0005 ρ☉，由此得出的距离为84 ± 3 pc，与依巴谷星历表数据一致；而3.5天的调制现象则归因于恒星自转。

ABSTRACT

We present new spectroscopic and photometric time series observations of the delta Scuti star FG~Vir. We detect the oscillations via changes in the equivalent widths of hydrogen and metal absorption lines. From the ratios between spectroscopic and photometric amplitudes, we assign l values to the eight strongest oscillation modes. In particular, we identify two radial modes (l =0) and find that the main pulsation mode (147 microHz) has l = 1. One of the radial modes (at 140 microHz) is the fundamental, implying that two modes with lower frequencies are g-modes. For the radial modes, we compare frequencies with those calculated from a scaled delta Scuti star model and derive a density 0.1645 +/- 0.0005 rho_sol. We then obtain a distance of 84 +/- 3 pc, in excellent agreement with the Hipparcos value. Finally, we suggest that a 3.5-day variability in all observables (equivalent widths and intensity) is caused by stellar rotation.

研究动机与目标

• 利用多技术时间序列数据，识别猎犬座δ型变星FG Virginis中振荡模态的球谐度（l）。
• 确定脉动结构与模态层次，包括识别径向与非径向模态。
• 利用观测频率与模型对比，推导恒星密度与距离。
• 研究等效宽度与强度中3.5天调制现象的成因，可能源于自转。

提出的方法

• 获取高时间采样率的光谱与测光时间序列数据，以监测径向速度与亮度变化。
• 测量氢和金属谱线等效宽度的变化，以探测振荡引起的谱线位移。
• 计算光谱与测光变化之间的振幅比，以推断模态度数（l）。
• 将观测频率与经缩放的猎犬座δ型变星模型的频率进行比较，以推导恒星密度。
• 利用推导出的密度计算距离估计值，并与依巴谷星parallax数据进行比较。
• 分析等效宽度与强度中的长期调制现象，以评估自转调制的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 FG Virginis中八个最强振荡模态的球谐度（l）是什么？
• RQ2 147 μHz处的主导脉动模态是径向模态（l=0）还是非径向模态（l=1）？
• RQ3 哪一个径向模态是基频模态？这对其是否可能存在g模态有何启示？
• RQ4 观测到的所有物理量中3.5天的调制现象是否可归因于恒星自转？
• RQ5 由模态频率推导出的恒星密度与独立的距离估计值相比，符合程度如何？

主要发现

• 147 μHz处的主脉动模态被识别为偶极模态（l = 1）。
• 识别出两个径向模态（l = 0），其中140 μHz模态为基频径向模态。
• 在基频径向模态下方发现两个低频模态，暗示g模态的存在。
• 推导出的恒星密度为0.1645 ± 0.0005 ρ☉，与经缩放的猎犬座δ型变星模型一致。
• 由此得出的距离估计为84 ± 3 pc，与依巴谷星parallax数据高度一致。
• 等效宽度与强度中3.5天的周期性变化被解释为恒星自转的证据。