[论文解读] Rotational velocities of A-type stars I. Measurement of vsini in the southern hemisphere

F. Royer, M. Gerbaldi+2 more|ArXiv.org|Oct 22, 2001

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 40被引用 71

一句话总结

本研究利用欧洲南方天文台（ESO）拉西拉天文台的高分辨率光谱数据，通过傅里叶变换分析，对南半球525颗A型恒星进行了投影旋转速度（v sin i）的新测量。主要发现是，v sin i值系统性地比广泛使用的Slettebak等人（1975年）校准结果高出10–12%，这可能是由于早期样本中存在未分辨的双星系统以及模型大气的过时所致。

ABSTRACT

Within the scope of a Key Programme determining fundamental parameters of stars observed by HIPPARCOS, spectra of 525 B8 to F2-type stars brighter than V=8 have been collected at ESO. Fourier transforms of several line profiles in the range 4200-4500 A are used to derive vsini from the frequency of the first zero. Statistical analysis of the sample indicates that measurement error is a function of vsini and this relative error of the rotational velocity is found to be about 6% on average. The results obtained are compared with data from the literature. There is a systematic shift from standard values from Slettebak et al. (1975), which are 10 to 12% lower than our findings. Comparisons with other independent vsini values tend to prove that those from Slettebak et al. are underestimated. This effect is attributed to the presence of binaries in the standard sample of Slettebak et al., and to the model atmosphere they used.

研究动机与目标

• 测量南半球视星等V<8的B8至F2型恒星中具有统计显著性的样本的v sin i。
• 评估现有v sin i测量的准确性和系统性误差，特别是广泛使用的Slettebak等人（1975年）校准结果。
• 调查晚B型与早A型恒星v sin i值的观测离散度是否源于测量误差，还是物理演化效应。
• 利用傅里叶变换方法提供一种独立、无需校准的v sin i测量，以避免先前校准带来的偏差。

提出的方法

• 利用欧洲南方天文台（ESO）在拉西拉天文台的望远镜，获取525颗A型恒星的高分辨率光谱数据（波长范围4200–4500 Å）。
• 应用傅里叶变换技术分析恒星谱线轮廓，以确定第一个零点的频率，该频率与v sin i相关。
• 采用Ramella等人（1989年）的方法，直接从傅里叶变换中推导v sin i，而无需依赖FWHM至v sin i的校准关系。
• 进行统计分析，量化v sin i测量误差随v sin i的变化，发现平均相对误差约为6%。
• 将结果与文献值（包括Slettebak等人，1975年；Abt与Morrell，1995年等）进行比较，以识别系统性偏差。
• 分析已知v sin i值的标准恒星，以验证方法并评估文献中存在差异的原因。

实验结果

研究问题

• RQ1 南半球A型恒星的v sin i测量值与广泛使用的Slettebak等人（1975年）校准结果相比如何？
• RQ2 通过傅里叶变换方法推导v sin i时，其真实测量不确定性是多少？该误差如何随旋转速度变化？
• RQ3 晚B型与早A型恒星v sin i值的观测离散度是源于测量误差，还是物理演化效应？
• RQ4 先前的v sin i值在多大程度上因未分辨的双星系统或过时的模型大气而被低估？
• RQ5 新测量的v sin i值与交叉相关法和谱线综合技术的独立测定结果是否一致？

主要发现

• v sin i的平均相对测量误差约为6%，在较低旋转速度时不确定性更高。
• 新测量的v sin i值系统性地比Slettebak等人（1975年）报告的值高出10–12%，表明标准校准存在显著低估。
• 与Slettebak等人（1975年）结果的差异归因于其样本中存在未分辨的双星系统以及使用了过时的模型大气。
• Abt与Morrell（1995年）、Wolff与Simon（1997年）等人的独立测量结果显示出一致趋势，支持Slettebak等人结果被低估的结论。
• 对于天狼星、ν Pup和ϵ Aqr等标准恒星，新测量值显著高于SCBWP星表中的数值，差异最高达30%。
• 本研究证实，晚B型与早A型恒星v sin i值的表观离散度并非仅由测量误差引起，暗示可能存在物理演化效应，尽管对质量大于1.6 M☉的恒星尚未确认明显的演化趋势。