Фурье-анализ спектров звезд солнечного типа
Рубрика:
| 1Шеминова, ВА 1Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2017, 33(5):27-48 |
| Start Page: Физика звезд и межзвездной среды |
| Язык: русский |
Аннотация: Мы применили технику преобразований Фурье с целью определения макротурбулентной скорости при условии, что микротурбулентная скорость и скорость вращения звезды неизвестны. Чтобы разделить эффекты вращения и макротурбулентности для звезд с очень медленным вращением, мы использовали в основном главный лепесток в остаточных фурье-образах наблюдаемых линий. Этот наиболее сложный случай для данной техники был протестирован на многих линиях в спектре Солнца как звезды и двух звезд. Результаты фурье- анализа удовлетворительно согласуются с результатами других методов. Средние значения микротурбулентной и макротурбулентной скоростей и скорости вращения составили соответственно 0.85, 2.22 и 1.75 км/с для Солнца, 0.58, 1.73 и 0.78 км/с для HD 10700 и 1.16, 3.56 и 6.24 км/с для HD 1835. Обнаружено, что макротурбулентная скорость уменьшается с высотой в атмосфере Солнца и звезды HD 1835. Для звезды HD 10700 она не изменяется с высотой, а скорость вращения звезды в два раза меньше, чем полученная другими методами. Сделан вывод, что метод Фурье можно применять для определения скоростей в атмосферах звезд солнечного типа с очень медленным вращением. |
| Ключевые слова: звезды солнечного типа, макротурбулентная скорость, спектральные линии, фурье-анализ |
References:
1. Гадун А. С., Шеминова В. A. SPANSAT: Программа расчета профилей спектральных линий поглощения в звездных атмосферах в ЛТР-приближении. —Киев, 1988.—37 с.—(Препринт / АН УССР. Ин-т теорет. физики; ИТФ-88-87Р).
2. Гуртовенко Э. А., Шеминова В. А. Глубины образования фраунгоферовых линий.—Киев, 1997.—35 с.—(Препринт / НАН Украины. ГАО; ГАО-97-1Р),(arXiv:1505.00975 [astro-ph.SR]).
3. В. А. Шеминова, "Турбулентность в фотосфере Солнца как звезды. III. Микро-макротурбулентность". Солнеч. данные. 7 (1984).
4. В. А. Шеминова, "Микро-макротурбулентность в фотосфере Солнца". Кинематика и физика небес. тел. 1 (2) (1985).
5. В. А. Шеминова, А. С. Гадун, "Фурье-анализ линий Fe I в спектрах Солнца, Центавра, Проциона, Арктура и Канопуса". Кинематика и физика небес. тел. 14 (3) (1998).
6. M. Asplund, N. Grevesse, A. J. Sauval, "The solar chemical composition". ASP Conf. Ser. 336, P. 25—38(2005)
7. P. S. Barklem, J. Aspelund-Johansson, "The broadening of Fe II lines by neutral hydrogen collisions". Astron. and Astrophys. 435, 373—377 (2005).
8. P. S. Barklem, N. Piskunov, B. J. O’Mara, "A list of data for the broadening of metallic lines by neutral hydrogen collisions". Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 142, 467—473 (2000).
9. J. W. Brault, O. R. White, "The analysis and restoration of astronomical data via the fast Fourier transform". Astron. and Astrophys. 13, 169—189 (1971).
10. D. H. Bruning, "The applicability of the Fourier convolution theorem to the analysis of late-type stellar spectra". Astrophys. J. 281, 830—838 (1984).
11. B. Caccin, A. Donati-Falchi, R. Falciani, "Temperature variations in the solar photosphere. III. Kitt Peak measurements of the variations of photospheric line profiles with the heliographic latitude". Solar Phys. 46, 29—52 (1976).
12. J. R. Fuhr, W. L. Wiese, "A critical compilation of atomic transition probabilities for neutral and singly ionized iron". J. Phys. and Chem. Ref. Data. 35, 1669—1809 (2006).
13. A. S. Gadun, R. I. Kostyk, "Analysis of absorption line profiles in the spectra of the Sun and Procyon — Velocity field and size of inhomogeneities". Sov. Astron. 34 (3), 260—263 (1990).
14. T. Gehren, K. Butler, L. Mashonkina, J. Reetz, J. Shi, "Kinetic equilibrium of iron in the atmospheres of cool dwarf stars. I. The solar strong line speclrum". Astron. and Astrophys. 366, 981—1002 (2001).
15. D. F. Gray, "On the existence of classical microturbulence". Astrophys. J. 184, 461—472 (1973).
16. D. F. Gray, "Atmospheric turbul ence measured in stars above the main sequence". Astrophys. J. 202, 148—164 (1975).
17. D. F. Gray, The ob servalion and analysis of stellar photospheres, ( New York:Wiley-Interscience, 1976.—484 p.)
18. D. F. Gray, "A test of the micro-macroturbulence model on the solar flux spectrum". Astrophys. J. 218, 530—538 (1977).
19. D. F. Gray, "The temperature dependence of rotation and turbulence in giant stars". Astrophys. J. 262 (2), 682—699 (1982).
20. D. F. Gray, "Precise rotation rates for five slowly rotating a stars". Astron. J. 147 (4) (2014).
21. D. F. Gray, K. I. T. Brown, "The rotation of Arcturus and active longitudes on giant stars". Publs Astron. Soc. Pacif. 118 (846), 1112—1118 (2006).
22. E. A. Gurtovenko, V. A. Sheminova, "‘Crossing’ method for studying the turbulence in solar and stellar atmospheres. I. Application to the Sun". Solar Phys. 106, 237—247 (1986).
23. B. Gustafsson, B. Edvardsson, K. Eriksson, et al., "A grid of MARCS model atmospheres for late-type stars. I. Methods and general properties". Astron. and Astrophys. 486, 951—970 (2008).
24. K. Hinkle, L. Wallace, "The spectrum of Arcturus from the infrared through the ultraviolet". Astron. Soc. Pacif. Conf. Ser. 336, (Cosmic abundances as records of stellar evolution and nucleosynthesis / Eds T. G. Barnes, F. N. Bash)(2005)
25. J. S. Jenkins, H. R. A. Jones, Y. Pavlenko, et al., "Metallicities and activities of southern stars". Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 485, 119—133 (2008).
26. R. I. Kostik, "Damping constant and turbulence in the solar atmosphere". Solar Phys. 78, 39—57 (1982).
27. F. Kupka, N. Piskunov, T. A. Ryabchikova, et al., "VALD-2: Progress of the Vienna Atomic Line Data base". Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 138, 119—133 (1999).
28. R. L. Kurucz, "Atlas: a computer program for calculating model stellar atmospheres". SAO Special Report. N 309, 292 (1970).
29. L. Mashonkina, T. Gehren, J. -R. Shi, et al., "A non-LTE study of neutral and singly-ionized iron line spectra in 1D models of the Sun and selected late-type stars". Astron. and Astrophys. 528, A87 (2011).
30. Ya. V. Pavlenko, J. S. Jenkins, H. R. A. Jones, et al., "Effective temperatures, rotational velocities, microturbulent velocities and abundances in the atmospheres of the Sun, HD 1835 and HD 10700". Astrophys. J. 422, 542—552 (2012).
31. P. Scott, M. Asplund, N. Grevesse, et al., "The elemental composition of the Sun. II. The iron group elements Sc to Ni". Astron. and Astrophys. 537 (2015).
32. M. A. Smith, "Applications of Fourier analysis to broadening of stellar line profiles. IV. A technique for separating macroturbulence from rotation in solar-type stars". Astrophys. J. 208, 487—499 (1976).
33. M. A. Smith, "Rotational studies of lower main-sequence stars". Publs Astron. Soc. Pacif. 91, 737—745 (1979).
34. M. A. Smith, J. F. Dominy, "The dependence of macroturbulence on luminosity in early K-type stars". Astrophys. J. 231, 477—490 (1979).
35. M. A. Smith, L. Testerman, J. C. Evans, "Applications of Fourier analysis to broadening of steliar line profiles. III. Soiar micro turbulence and macroturbulence from iron lines". Astrophys. J. 207, 308—324 (1976).
36. M. Steffen, E. Caffau, H. -G. Ludwig, "Micro- and macroturbulence predictions from CO5BOLD 3D stellar atmospheres". Memorie della Soc. Astron. Italiana Suppl. 24, 37—52 (2013).
37. Y. Takeda, "Analyses of line profiles in the solar flux spectrum for determining rotation and micro/macro turbulence". Publs Astron. Soc. Jap. 47, 337—354 (1995).
38. J. A. Valenti, D. A. Fischer, "Spectroscopic properties of cool stars (SPOCS). I. 1040 F, G, and K dwarfs from Keck, Lick, and AAT planet search programs". Astrophys. J. Suppl. Ser. 159, 141—166 (2005).
39. J. A. Valenti, N. Piskunov, "Spectroscopy made easy: A new tool for fitting observations with synthetic spectra". Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 118, 595—603 (1996).