АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 92, № 11, с. 902-906
УДК 524.3-36+524.4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В АТМОСФЕРАХ ГИГАНТОВ И КАРЛИКОВ ДВИЖУЩЕГОСЯ СКОПЛЕНИЯ HR 1614. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ
© 2015 г. Л. И. Антипова*, А. А. Боярчук
Институт астрономии Российской академии наук, Москва, Россия Поступила в редакцию 10.02.2015 г.; принята в печать 13.05.2015 г.
Выполнен анализ содержаний химических элементов в атмосферах четырех звезд, принадлежащих движущемуся скоплению ИН 1614. Для всех исследованных звезд по единой методике определены параметры атмосферы и химических составов. Показано, что для трех звезд полученные параметры атмосферы характерны для звезд данных типов, а содержания элементов близки к значениям, полученным ранее другими авторами для этих звезд и для других звезд данного движущегося скопления. Исключение составляет красный карлик ИЭ 32147, для которого найденные значения параметров атмосферы оказались более характерными для гиганта, а не для карлика, а металличность оказалась существенно ниже значения, характерного для звезд данной движущейся группы.
DOI: 10.7868/80004629915110018
В течение уже многих лет мы занимаемся исследованиями содержаний химических элементов (и их возможных аномалий) в атмосферах красных гигантов, находящихся на разных стадиях эволюции, а также принадлежащим различным звездным группам и агрегатам Галактики. Так, например, кроме нормальных красных гигантов объектами наших исследований были также умеренные и классические бариевые звезды, гиганты ряда рассеянных скоплений и прочие звезды (см., например, [1—5]). Дальнейшие наши исследования было решено продолжить на примере движущейся группы звезд.
Движущиеся группы звезд были открыты Эг-геном в 70-е гг. прошлого столетия на основании серии измерений и анализа галактических скоростей нескольких сотен красных карликов. На основании полученных результатов им были выделены несколько групп звезд, имеющих близкие галактические скорости (так называемые кинематические, или движущиеся, группы) [6—8]. Позднее было показано, что звезды таких групп лежат в удлиненных "трубах", вытянутых по галактической орбите. Полагается, что каждая из них представляет собой остаток ассоциации звезд, которые родились в одно время и в одном месте, но которые были разрушены галактическим дифференциальным вращением.
Одна из движущихся групп звезд, выделенных Эггеном [7, 8], а именно HR 1614, и была выбрана
E-mail: antipova@inasan.ru
нами для исследования сравнительного химического состава звезд в качестве одного из агрегатов Галактики. Это движущаяся группа названа именем одной из ее звезд — HR 1614 = HD 32147. Согласно Эггену [7, 8], первоначально в состав группы входили 44 звезды с близкими галактическими скоростями (U, V), средние значения которых составляли 0 -—60 км/с. Со временем в результате дальнейших исследований число объектов этой группы увеличивалось, и сейчас в нее входят как карлики, так и гиганты. Содержание металлов у звезд этой группы превышает "солнечное" примерно на 0.2—0.3 dex [8—10]. Еще одной особенностью, характерной для этих звезд, является дефицит излучения в ультрафиолетовой области спектра. Группа HR 1614 является одной из наиболее старых звездных групп — ее возраст составляет х 109 лет. Эггеном [8] было также отмечено, что все звезды данной группы имеют усиленные CN-полосы. Согласно выводам работы [9], их возраст, химический состав и кинематика подобны аналогичным данным для старого рассеянного скопления NGC 6791 [10].
На эшелле-спектрографе 2.16-м телескопа станции "Xinglong" Национальных астрономических обсерваторий Китая были получены спектры нескольких звезд этой группы. Приемником излучения служила ПЗС-матрица размером 1024 х х 1024 пикс., спектральное разрешение составляло R = 40 000, отношение сигнала к шуму — S/N > > 150, спектральная область — 5600—9300 A.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
903
Таблица 1. Список звезд движущегося скопления ИК 1614, исследованных в данной работе, и параметры их атмосфер, вычисленные из анализа спектроскопических данных
Звезда Sp Те, К lg 9 (см/с2) vt, км/ с [Fe/H]
HD 12235 G2IV 5941 4.16 1.45 0.21
HD 32147 K3V 4300 2.60 1.17 -0.14
HD 117267 кош 4543 1.62 1.46 0.22
HD 146388 кзш 4557 1.91 1.51 0.10
Кроме этих звезд, в число исследуемых объектов была включена еще одна звезда — HD 32147, именем которой названа вся данная движущаяся группа. Это красный карлик спектрального класса К3. Ее спектр был взят из архива ELODIE [11]. Первичная обработка полученных спектрограмм проводилась с помощью программного пакета MIDAS. Табл. 1 содержит список всех звезд, включенных в данное исследование.
Главной целью нашей работы являлось определение содержаний различных химических элементов в атмосферах исследуемых звезд и поиски и определение величин возможных аномалий с целью анализа их возможного происхождения.
Как обычно, параметры атмосфер исследуемых звезд мы определяем на основании анализа спектроскопических данных по методике, разработанной в нашей группе и подробно изложенной нами в работе [1]. В основу этой методики положен следующий критерий. Согласно современному представлению о происхождении химических элементов во Вселенной и ядерных реакциях в космических объектах, а также теории звездной эволюции, относительные содержания элементов группы железа во время всей жизни звезды на главной последовательности и стадии гигантов не меняются. Отсюда следует, что содержания каждого элемента этой группы в атмосфере исследуемой звезды по отношению к его содержанию на Солнце должны быть одинаковы, и отражать металличность звезды. Для каждой исследованной звезды на основании используемых спектроскопических данных (эквивалентных ширин линий) определялись такие значения параметров атмосферы, которые далее при расчетах содержаний химических элементов давали бы наименьшие расхождения в оценках, полученных по линиям нейтрального и ионизованного состояний данного элемента. Надо отметить, что сравнение полученных таким образом данных о параметрах атмосфер звезд с аналогичными данными, полученными более традиционными методами (температура — из фотометрии, ускорение силы
тяжести — по значению параллакса), по крайней мере, до сих пор показывало их хорошее согласие [12, рис. 6]. Далее для каждой звезды с помощью программы ATLAS9 вычислялась модель атмосферы, соответствующая найденным для нее значениям параметров. Затем с помощью программы WIDTИ9 по измеренным эквивалентным ширинам спектральных линий определялись содержания химических элементов в атмосфере звезды.
В табл. 1 приведены определенные нами значения параметров атмосферы для исследуемых четырех звезд движущейся группы ИН 1614. Из таблицы видно, что для трех звезд этой группы полученные параметры атмосферы соответствовали тем значениям, которые были известны для этих звезд из более ранних исследований. Однако для четвертой звезды — HD 32147, которая, согласно более ранним литературным данным, является красным карликом, обнаружились некоторые особенности, противоречащие этой классификации. Во-первых, найденное значение ускорения силы тяжести ^ д = = 2.60 слишком мало и соответствует гиганту (!), а не карлику (как считалось во всех предыдущих исследованиях этой звезды). Во-вторых, значение эффективной температуры, полученное из спектральных данных, составляет Те = 4300 К, что существенно ниже эффективной температуры, характерной для карлика класса КЗ. Интересно, что для всех четырех исследуемых звезд параметры атмосферы определялись одним и тем же способом, однако для трех звезд он дал вполне приемлемые результаты, а для одной — сильно отличающиеся от ожидаемых. Причина пока не понятна и требует дополнительного анализа, но явно это должно сказаться на содержаниях химических элементов.
С использованием найденных параметров атмосферы для всех исследуемых звезд данной движущейся группы были вычислены содержания химических элементов в их атмосферах. Результаты приведены в табл. 2 и на рисунке. Из таблицы и рисунка видно, что содержания химических элементов трех звезд (кроме звезды HD 32147) в пределах ошибок измерений согласуются между собой, а также с теми результатами, которые были получены для этой движущейся группы ранее. Отметим, что для звезды HD 146388 химический состав здесь определен впервые, и он хорошо согласуется с результатами для двух других звезд (кроме звезды HD 32147), исследуемых в данной работе, а также он вполне соответствует тому, что ранее было известно для других членов группы ИН 1614.
Что же касается звезды HD 32147 (табл. 2 и рисунок), то содержания химических элементов, которые соответствуют оценкам параметров атмосферы, полученных нами и приведенных в табл. 1,
904
АНТИПОВА, БОЯРЧУК
Таблица 2. Содержания химических элементов в атмосферах исследованных звезд движущегося скопления ИН 1614 [Е1/И], полученные с использованием приведенных в табл. 1 параметров атмосферы
Элемент HD 12235 HD 117267 HD 146388 HD 32147
N [El/H] N [El/H] N [El/H] N [El/H]
Nal 3 0.37 ±0.06 2 0.67 ±0.00 2 0.26 ±0.03 1 0.39
Mgl - - 2 0.48 ± 0.02 2 0.26 ±0.03 2 0.22 ± 0.03
All 2 0.32 ±0.03 2 0.47 ±0.01 2 0.26 ±0.10 2 0.30 ±0.09
Sil 16 0.27 ±0.07 15 0.41 ±0.15 15 0.25 ±0.10 15 0.08 ±0.12
Cal 11 0.24 ±0.11 2 0.34 ± 0.02 4 0.13 ± 0.12 4 0.05 ±0.15
Seil 11 0.34 ± 0.07 7 0.07 ±0.10 7 0.00 ± 0.06 8 -0.44 ±0.11
Til 47 0.22 ±0.12 34 0.09 ±0.19 35 0.00 ±0.15 44 -0.29 ± 0.22
VI 11 0.25 ±0.07 19 0.22 ±0.13 22 0.12 ± 0.10 22 -0.26 ±0.13
CrI 41 0.28 ±0.12 14 0.23 ± 0.20 11 0.08 ±0.11 22 -0.16 ± 0.19
Mnl 9 0.28 ± 0.08 1 0.23 1 0.12 2 —0.14 ± 0.17
Fei 187 0.21 ±0.11 96 0.22 ±0.18 94 0.10 ± 0.14 102 -0.14 ±0.20
Fell 23 0.26 ±0.09 7 0.03 ±0.03 8 0.01 ±0.15 5 -0.16±0.06
Col 13 0.26 ±0.12 10 0.33 ±0.14 8 0.19 ± 0.15 4 -0.04 ±0.10
Nil 85 0.28 ±0.12 20 0.26 ±0.14 37 0.15 ± 0.12 32 -0.11 ±0.15
YII 10 0.29 ±0.12 1 -0.24 2 -0.17 ±0.04 - -
Zrll 1 0.25 4 -0.35 ±0.11 - - -
Mol - - 1 0.09 1 -0.01 - -
Ball 3 0.13 =h 0.11 2 -0.11 ±0.02 3 0.04 ± 0.02 2 -0.58 ±0.26
Lall 2 0.31 ±0.05 4 -0.22 ± 0.08 4 0.04 ±0.13 1 -0.47
Cell 3 0
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.