Bazı Süperdev Yıldızların Tayfsal Analizi

Abstract

Bu çalışmada, B0 Iae tayf türünden mavi bir süperdev olan ε Orionis'in yüksek çözünürlüklü tayfları kullanılarak moröte ve optik bölgede çizgi tanıları yapıldı ve buna bağlı olarak moröte ve optik bölgede element bolluğu ayrı ayrı hesaplandı. Her iki bölgedeki incelemeler sonucunda ε Orionis süperdev yıldızının atmosferinde; Al II, Al III, C II, C III, C IV, Ca II, Cr II, Cr III, Cr IV, Fe II, Fe III, Fe IV, Fe V, Ga II, H I, He I, He II, Mg II, Mn II, Mn III, N II, N III, Ne II, Ni III, Ni IV, O II, O III, O IV, P III, S III, S IV, Si II, Si III, Si IV, Ti III atom ve iyonlarına ait çizgilerin var olduğu belirlendi.

Model atmosfer hesaplamaları ATLAS9 ve ATLAS12 (Kurucz 1995), bolluk analizi hesaplamaları WIDTH9 (Kurucz 1995) programları kullanılarak gerçekleştirildi. Yıldızın atmosfer parametreleri (T_et, logg), üç farklı yöntemle belirlendi. Bunlar; yıldızın gözlenen sürekli enerji dağılımının üretilen model atmosferler ile karşılaştırılması, gözlemsel ve kuramsal Hγ profilinin çakıştırılması ve CII/III, N II/III, O II/III, Si II/III, Si III/IV ve Ni III/IV iyonizasyon dengeleridir. Bu yöntemlerle elde edilen değerler ile oluşturulan Kiel diagramından ε Orionis'in etkin sıcaklığı Tet=26000±1000 K ve yüzey çekim ivmesi logg=3.00±0.1 olarak belirlendi. Mikrotürbülans hızı; moröte bölgede Si III, Cr III ve Fe III çizgileri kullanılarak ortalama 10 km/s, optik bölgede N II, N III, O II ve Ne II çizgileri kullanılarak ortalama 12 km/s olarak bulundu. Yıldızın dönme hızı 82±3 km/s, dikine hızı 26.344.5 km/s, yıldız rüzgarının terminal hızı 1504 km/s ve kütle kayıp miktarı 1.3 10-6 M/yıl olarak saptandı. ε Orionis'in kütlesi 37.1 M, yarıçapı 31.9 R ve ışınım gücü log (L/L) = 5.62 olarak hesaplandı.

ε Orionis'in atmosferinde helyum, Güneş'e göre 0.39 dex daha fazladır. Karbon bolluğu Güneş'e göre 0.26 dex daha azken, oksijen ve azot bollukları ise sırasıyla 0.23 ve 0.48 dex fazladır. ε Orionis'in hesaplanan [N/C] oranına göre FDU (First Dredge-Up) evresini geçirmediği belirlendi. [N/C] oranının denge değerinden farklı olması, bu yıldızda CN çevrimden dolayı kısmi bir karışımın olduğunu gösterir. Yıldız maddesinin dönme etkili türbülans hareketlerce yayılması ve karışması, ε Orionis'in normalden farklı bolluk değerlerini açıklayabilir.

Alternate abstract:

In this study, line identification of a Orionis, which is BO lae blue supergiant, is presented by using high resolution spectra together with the detail computation of the chemical abundance in both ultraviolet and visual regions, individually. The lines of the following atomic species were found to be definitely present in the atmosphere of & Orionis: Al II, AI III, С II, С III, C IV, Ca II, Cr II, Cr III, Cr IV, Fe II, Fe III, Fe IV, Fe V, Ga II, H I, He I, He II, Mg II, Mn II, Mn III, N II, N III, Ne II, Ni III, Ni IV, O II, O III, O IV, P III, S III, S IV, Si II, Si III, Si IV and Ti III.

The model atmosphere calculations and abundance analysis were performed using Kurucz (1995)'s LTE ATLAS9, ATLAS12 and WIDTH9 softwares. The atmospheric parameters (Ter, logg) were determined by three ways. These are; comparing observed continuum with calculated continua of model atmospheres, fitting Hy profile with calculated one, С II/III, N II/III, O II/III, Si II/III, Si III/IV and Ni III/IV equilibrium. Depending on these three methods, effective temperature and logarithm of gravity of & Orionis is determined as T=26000±1000 K and logg-3.00±0.1. Microturbulence in the atmosphere of a Orionis was found to be, in average, of 5 ~ 10 km/s by using the UV lines namely Si III, Cr III and Fe III and found to be, in average, of ξ ~ 12 km/s by using the lines N II, N III, O II and Ne II appeared in the visual region. Rotational velocity of 82+3 km/s; radial velocity of 26.34±4.5 km/s; terminal velocity of the wind of 1504 km/s and mass loss rate of 1.3 10 M/y were determined. Mass of 37.1 M, radius of 31.9 R and logarithm of luminosity of log (L/L) = 5.62 were calculated for & Orionis.

In the atmosphere of & Orionis, helium appears to be overabundant by 0.39 dex with respect to solar value. The CNO values with of C being slightly deficient (0.26 dex), N being mildly excessive (0.48 dex) and O being in slight excess (0.23 dex) relative to the Sun. Depending on [N/C] ratio that & Orionis has not undergone the first dredge-up phase. However, the nonzero [N/C] ratio suggests that & Orionis has undergone some partial mixing by CN-cycled gas. Rotationally induced turbulent diffusive mixing may explain the abnormal abundances of & Orionis.