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# 物理学# 太陽・恒星天体物理学

進化した破局的変数におけるナトリウムの豊富さ

進化したドナーを持つ二重星系のナトリウムレベルを調査する。

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進化したCVのナトリウムレ進化したCVのナトリウムレベル果を示している。二重星系でのナトリウムの測定が予想外の結
目次

カタクリズミック変数(CV)は、1つの星がドナーと呼ばれ、白色矮星の伴侶に質量を移す二重星系だよ。この質量移動はロッシュローブオーバーフローっていうプロセスを通じて特定の方法で起こるんだ。このシステムでは、ドナー星は白色矮星との相互作用によって内部構造や表面組成に変化を受ける。この研究は、ドナー星が進化して質量移動が続いているか最近止まったCVに焦点を当ててるんだ。

背景

星が進化すると、核燃焼みたいな内部プロセスが表面組成に大きな変化をもたらす。進化したドナーを持つCVの場合、進化モデルに基づく予測では、これらの星は異常な表面の豊富さを示すはずなんだ。この研究の目標は、これらのドナー星におけるナトリウムの表面豊富さを評価し、理論モデルと合致するかどうかを見極めることだよ。

研究目標

この研究は、進化したセカンダリを持つ21のカタクリズミック変数の表面層のナトリウム(Na)豊富さを測定することを目指してる。これらの星を分析することで、進化中の核燃焼の影響を把握したいんだ。実際に測定したナトリウムのレベルを理論モデルからの予測と比較して、一致しているか見てみるよ。

観測と方法

進化した21のCVの高解像度スペクトルを収集したんだ。そのために、数晩にわたって観測所からデータを集めて、専門の機器を使ったよ。スペクトル中のナトリウム5900Åダブレットラインに焦点を当てて、ナトリウム豊富さの重要な指標にしたんだ。

データ分析

スペクトルを分析する時、ナトリウムの増加の兆候を探したよ。観測されたスペクトルのナトリウムラインの等価幅を、異なるナトリウム豊富さを持つモデルスペクトルから生成されたものと比較することで、各星にどれだけナトリウムがあるかを特定できたんだ。このプロセスにはいくつかのステップがあって、星間吸収の補正や統計的方法を使って測定値を精緻化したんだ。

結果

ナトリウム豊富さの測定

分析の結果、21の星すべてがナトリウム豊富さが増加していることがわかったよ。測定された値は、太陽の値より0.3から1.5デックス高く、中央値は0.96デックスだった。この発見は、進化したCVではナトリウムの増加が一般的であることを示しているんだ。

進化モデル

二重星の進化モデルを使ってナトリウムの増加がどう起こるかをシミュレーションしたよ。モデルは、星のコアでのナトリウムの豊富さが主系列段階での特定の核プロセスを通じて発生することを示してる。

質量移動が始まると、ナトリウム豊富さの高い物質が星の進化に伴って露出される。ドナー星の初期質量が観測されるナトリウム豊富さに影響を与え、より重い星ほど一般的に大きな増加を示すんだ。

観測とモデルの比較

観測では大きなナトリウムの増加が示されたけど、進化モデルは通常、観測されたよりも低いナトリウムレベルを予測してたんだ。この不一致は、ナトリウムの生成に関与する反応速度の不確実性や、モデルに含まれていない追加のプロセスが原因かもしれないよ。

議論

星の進化におけるナトリウムの重要性

進化したCVにおけるナトリウムの研究は、星の進化プロセスについての洞察を提供するんだ。これらの星の表面にあるナトリウムは、コアで起こった核燃焼の副産物なんだ。この研究は、中間質量の星でこれらのプロセスの結果を分析するユニークな機会を示しているよ。

ナトリウム豊富さに影響を与える要因

ナトリウム豊富さと、ドナーの初期質量や二重星系の周期、星の進化状態などの様々な要因との関係は複雑なんだ。初期質量が高いほどナトリウムの増加が大きくなり、質量と化学組成の強い関係を示しているよ。

結論

この研究は、進化したCVにおけるナトリウムの増加を明らかにし、進化プロセスから得られる表面豊富さの理論的予測を支持しているよ。測定されたナトリウムのレベルはモデルの予測よりも一般的に高く、追加の要因がこれらの豊富さに影響を与えている可能性があることを示してる。今後の研究では、これらの不確実性を探求してカタクリズミック変数における質量移動や星の進化についての理解を深めるかもしれないよ。

謝辞

この研究の観測は、さまざまな著名な観測所で行われたんだ。研究を可能にしたさまざまなチームの貢献とサポートに感謝するよ。

オリジナルソース

タイトル: Sodium enhancement in evolved cataclysmic variables

概要: We present follow-up spectroscopy of 21 cataclysmic variables (CVs) with evolved secondaries and ongoing or recently-terminated mass transfer. Evolutionary models predict that the secondaries should have anomalous surface abundances owing to nuclear burning in their cores during their main-sequence evolution and subsequent envelope stripping by their companion white dwarfs. To test these models, we measure sodium (Na) abundances of the donors from the Fraunhofer "D" doublet. Accounting for interstellar absorption, we find that {\it all} objects in our sample have enhanced Na abundances. We measure 0.3 $\lesssim$ [Na/H] $\lesssim$ 1.5 dex across the sample, with a median [Na/H] = 0.956 dex, i.e., about an order of magnitude enhancement over solar values. To interpret these values, we run MESA binary evolution models of CVs in which mass transfer begins just as the donor leaves the main sequence. These generically predict Na enhancement in donors with initial donor masses $\gtrsim 1\,M_{\odot}$, consistent with our observations. In the models, Na enrichment occurs in the donors' cores via the NeNa cycle near the end of their main-sequence evolution. Na-enhanced material is exposed when the binaries reach orbital periods of a few hours. Donors with higher initial masses are predicted to have higher Na abundances at fixed orbital period owing to their higher core temperatures during main-sequence evolution. The observed [Na/H] values are on average $\approx$0.3 dex higher than predicted by the models. Surface abundances of evolved CV donors provide a unique opportunity to study nuclear burning products in the cores of intermediate-mass stars.

著者: Natsuko Yamaguchi, Kareem El-Badry, Antonio C. Rodriguez, Maude Gull, Benjamin R. Roulston, Zachary P. Vanderbosch

最終更新: 2023-06-20 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2304.13750

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2304.13750

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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