[论文解读] TAPAS - Tracking Advanced Planetary Systems with HARPS-N. II. Super Li-rich giant HD 107028

M. Adamów, A. Niedzielski+6 more|arXiv (Cornell University)|Jul 9, 2015

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 67被引用 17

一句话总结

本研究利用来自多个望远镜的高分辨率光谱，调查了在宾夕法尼亚州州立大学托茹尼行星搜索项目中识别出的超锂富巨星HD 107028。尽管排除了污染和光度函数突起相关的锂生成，分析结果表明，极端锂过量很可能源于主序演化期间的内部过程，可能与扩散机制有关。

ABSTRACT

Lithium rich giant stars are rare objects. For some of them, Li enrichment exceeds abundance of this element found in solar system meteorites, suggesting that these stars have gone through a Li enhancement process. We identified a Li rich giant HD 107028 with A(Li) > 3.3 in a sample of evolved stars observed within the PennState Torun Planet Search. In this work we study different enhancement scenarios and we try to identify the one responsible for Li enrichment for HD 107028. We collected high resolution spectra with three different instruments, covering different spectral ranges. We determine stellar parameters and abundances of selected elements with both equivalent width measurements and analysis, and spectral synthesis. We also collected multi epoch high precision radial velocities in an attempt to detect a companion. Collected data show that HD 107028 is a star at the base of Red Giant Branch. Except for high Li abundance, we have not identified any other anomalies in its chemical composition, and there is no indication of a low mass or stellar companion. We exclude Li production at the Luminosity Function Bump on RGB, as the effective temperature and luminosity suggest that the evolutionary state is much earlier than RGB Bump. We also cannot confirm the Li enhancement by contamination, as we do not observe any anomalies that are associated with this scenario. After evaluating various scenarios of Li enhancement we conclude that the Li-overabundance of HD 107028 originates from Main Sequence evolution, and may be caused by diffusion process.

研究动机与目标

• 确定演化巨星HD 107028中极端锂过量（A(Li) > 3.3）的起源。
• 评估锂富集是否源于红巨星分支演化期间（特别是在光度函数突起处）的内部生成。
• 排除外部污染情景（如质量转移或双星相互作用）作为锂增强的原因。
• 评估该星的化学成分异常是否仅限于锂，还是反映更广泛的演化异常。
• 检验假设：HD 107028中锂过量源于主序演化期间的内部过程，可能与扩散有关。

提出的方法

• 利用霍比-埃伯利望远镜（HET）、国家加那利望远镜（TNG）以及使用HERMES仪器的马克西姆望远镜获取高分辨率光谱数据。
• 通过等效宽度测量和光谱合成技术进行恒星参数确定。
• 在多个历元测量径向速度和双曲线跨度，以搜索恒星或行星伴星。
• 分析元素丰度（包括Li、Fe及其他关键同位素），以评估锂以外的化学异常。
• 将该星在赫罗图中的位置与演化模型对比，以约束其演化阶段。
• 利用观测约束评估竞争性的锂增强机制，包括Cameron-Fowler过程、额外混合及污染。

实验结果

研究问题

• RQ1 HD 107028巨星中极端锂过量（A(Li) > 3.3）的起源是什么？
• RQ2 HD 107028中的锂富集是否与红巨星分支上光度函数突起处的生成一致？
• RQ3 锂过量是否可能源于双星伴星或质量转移？
• RQ4 该星的化学成分是否表现出除锂以外的异常，表明其具有独特的演化历史？
• RQ5 锂过量是否最可能由主序演化期间的内部过程（如扩散）解释？

主要发现

• HD 107028位于红巨星分支的基部，其有效温度和光度表明其演化尚早，尚未到达光度函数突起阶段。
• 多历元径向速度监测未发现低质量或恒星伴星的证据，排除了双星引起的污染。
• 除锂外，该星的化学成分与典型银河系盘星一致，[Fe/H]及其他[X/H]趋势均无异常。
• 由于该星尚未进入该阶段，无法用光度函数突起处的Cameron-Fowler机制解释锂过量。
• 由于缺乏相关的化学或运动学特征，涉及质量转移或吸积的污染情景被排除。
• 作者结论认为，锂过量最可能源于主序演化期间的内部过程，可能与Deliyannis等人（2002）建模的扩散机制有关。