[论文解读] The photospheric abundances of active binaries II. Atmospheric parameters and abundance patterns for 6 single-lined RS CVn systems

T. Morel, G. Micela+3 more|ArXiv.org|Sep 19, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 60被引用 21

一句话总结

本研究利用高分辨率光谱学对六颗单线RS CVn双星的光球丰度进行了自洽的LTE分析，通过激发能/电离平衡及(V-R)/(V-I)色指数确定大气参数。结果发现，这些活跃恒星的铁丰度相对于太阳呈轻微缺铁（[Fe/H] ≈ −0.41 至 +0.11），但α-元素表现出显著过量，挑战了以往关于强金属贫乏的结论，并凸显了活动性对光度温度指标的影响。

ABSTRACT

Photospheric parameters and abundances are presented for a sample of single-lined chromospherically active binaries from a differential LTE analysis of high-resolution spectra. Abundances have been derived for 13 chemical species, including several key elements such as Li, Mg, and Ca. Two methods have been used. The effective temperatures, surface gravities and microturbulent velocities were first derived from a fully self-consistent analysis of the spectra, whereby the temperature is determined from the excitation equilibrium of the Fe I lines. The second approach relies on temperatures derived from the (B-V) colour index. These two methods give broadly consistent results for the stars in our sample, suggesting that the neutral iron lines are formed under conditions close to LTE. We discuss the reliability in the context of chromospherically active stars of various colour indices used as temperature indicators, and conclude that the (V-R) and (V-I) colours are likely to be significantly affected by activity processes. Irrespective of the method used, our results indicate that the X-ray active binaries studied are not as metal poor as previously claimed, but are at most mildly iron-depleted relative to the Sun (-0.41

研究动机与目标

• 利用高分辨率光谱学，确定六颗单线色球活动双星的精确大气参数和光球丰度。
• 鉴于其高磁活动性，评估(B-V)、(V-R)和(V-I)等光度色指数作为温度指标在活跃恒星中的可靠性。
• 通过基于Fe I激发平衡与电离平衡的自洽LTE分析，解决先前丰度研究中的矛盾。
• 研究关键元素（如Li、Mg、Ca和α-元素）的丰度模式，及其与恒星活动的关系。

提出的方法

• 在ESO 1.52米望远镜上使用FEROS获取高分辨率光谱（R ≈ 48,000），共观测28颗活跃双星，本分析仅限于v sin i ≤ 10 km s⁻¹的6颗单线系统，以减少谱线混合影响。
• 通过Fe I线激发平衡与Fe II线电离平衡，采用自洽的LTE分析方法确定大气参数（Teff, log g, ξ）。
• 利用(B-V)、(V-R)和(V-I)色指数估算温度，以与光谱结果对比，并评估其在活跃恒星中的可靠性。
• 在LTE假设下，通过积分曲线法分析13种元素（包括Li、Mg、Ca、Cr和Ba）的丰度。
• 评估光谱与光度温度估计之间的一致性，以判断非局部热动平衡（NLTE）偏离程度及色指数温度指标的有效性。
• 对论文I中的两颗恒星（HD 113816、HD 119285）进行了重新分析，采用更新的谱线列表，并将丰度分析扩展至新元素。

实验结果

研究问题

• RQ1 对于色球活动恒星，(V-R)与(V-I)色指数作为温度指标的可靠性如何？
• RQ2 基于Fe I激发平衡与Fe II电离平衡获得的大气参数，是否与基于光度色指数获得的参数在活跃双星中一致？
• RQ3 在单线RS CVn系统中，关键元素（如Li、Mg、Ca、α-元素）的光球丰度是多少？
• RQ4 如文献中先前所声称的那样，本样本中的活跃双星是否显著缺铁？
• RQ5 这些活跃恒星的丰度模式与太阳光球丰度相比如何？其对化学分馏过程有何启示？

主要发现

• 基于Fe I激发平衡与(V-R)、(V-I)色指数获得的有效温度结果基本一致，表明这些恒星中Fe I线接近处于LTE条件。
• (V-R)与(V-I)色指数显著受恒星活动影响，因此在活跃双星中不可靠，而(B-V)则相对可靠。
• 样本中的恒星并非强金属贫乏；其[Fe/H]范围为−0.41至+0.11，表明铁丰度相对于太阳仅存在轻微缺损。
• 观察到α-元素（如Mg、Si、Ca）存在显著过量，提示活跃恒星中存在非太阳丰度分馏过程。
• 首次通过Li I λ6708双线的谱线合成法对HD 118238的锂丰度进行测定，结果可能暗示其具有锂富集特征。
• 本研究通过表明早期依赖光度温度的研究可能高估了铁缺损程度，解决了先前铁丰度测定中的矛盾。