An Empirical Mass-Loss Law for Pop. II Giants from the Spitzer-IRAC Survey of Galactic Globular Clusters


Origlia, Ferraro, Fabbri, Fusi Pecci, Dalessandro, Rich, Valenti
2014 AA 564, 136 - 150




 アブストラクト 

 Spitzer IR Array Camera = IRAC により 15 GCs の 3.6 - 8 μm 測光を 行った。大部分の星は典型的な低温度星カラーを示したが、いくつかの星では MIR 超過が検出された。それらの星のマスロス率とタイムスケールを測った。 それらから観測的マスロス則を導いた。マスロスは一時的である。  ただし、 マスロス期の比率は光度と共に増加する。マスロス率はメタル量が下がると 上昇するが、マスロス期の比率はメタル量と共に上がる。結果として、総 マスロス量はメタル量と共に、 0.1 Mo/{Fe/H] 程度で緩やかに上昇する。 種族II の AGB 星に関しては総マスロス量 は 0.1 Mo 以下であり、メタル 量にあまり依らない。



表1.観測した球状星団のリスト


図1.観測した球状星団のSoitzer 3.6 μm(青)、6 μm(緑)、8 μm(赤)  三色合成像


図2.15 球状星団の Mbol-(K-8)o CMD. 黒丸=色超過星。黒三角=AGB 星候補。 三色合成像


図3.15 球状星団の (K-5.8)o-(K-8)o TCD. 黒丸=色超過星。黒三角=AGB 星候補。 三色合成像

 3.CMD と TCD 

 各等級区分ごとに、青い無色超過星のカラー散布度 σ を測る。 3σ 以上の星をダスティとする。

 4.ダスト星の割合とマスロスタイムスケール 

 CMD の特徴 

CMD を見て分かることは、

(i) すべての低メタル球状星団は赤外超過巨星を含む。
(ii) しかし、全ての巨星が赤外超過を示すわけではない。
(iii) 赤外超過星の比率は光度と共に低下する。

自然な説明は、個々星でのマスロスは短期現象で、RGB, AGB 進化のある 割り合いの期間マスロスを経験するというものである。

 AGB/RGB 分離 

 (K,J-K) でRGB と AGB を分離するのは難しい。可視の方は分離がはっきり する。そこで、

(i) (V, U-V), (V,B-V), (V,V-I) CMD を計算から出す。

(ii) 文献から可視等級を集める

方法で分離した。

 マスロス比率  

マスロス比率 f = ndust/ntot

進化時間 Δt = 光度区間を通過する時間

マスロス時間 ΔtML = Δt &mult; f


図4.左:f=ダスティ RGBs または AGBs の割合。 右:有効マスロスタイムスケール。
 図4= f, ΔtML  

光度区間を Mbol ≤ -1.5 と -1.5 < Mbol ≤ -0.6 の二つに分ける。これらの二区間は、どのメタル量でも、大体等しい進化時間 14±1 Myr を有する。それらより暗い RGB 星は考えない。 ダスティ AGB 星は明るい区間でしか見つからなかったので、Mbol ≤ -1.5 でのマスロス比率のみを考える。AGB 星のその区間の進化時間は 4 Myr である。 表2に」ここで述べた量が載せてある。図4はそれらを図示したものである。



表2. IRAC 観測で観測された星の内訳.

 5.ダスト超過とマスロス率 


図5.平均 μdust とメタル量の関係


 6.総マスロス 


図6.RGB 星の総マスロス量とメタル量との関係。  

図7.AGB 星の総マスロス量とメタル量との関係。  





図.

  

  

 

  

 

  

 
  

 

  

 

  

 


 7.議論 


図8.  

図9.