TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi Coude Eşel tayflarını kullanarak HD 39866 (A2 II) yıldızının kimyasal bolluk analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2009

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: FATMA BAŞAK EMİNOĞLU

Danışman: KUTLUAY YÜCE

Özet:

Bu tez çalışmasında, HD 39866 (A2 II) yıldızının TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi’ndeki (TUG) 1.5 metrelik RTT150 teleskobuna bağlı Coude Eşel Tayfçekeri (CET) ile alınan tayfsal veri kullanılarak kimyasal bolluk analizi gerçekleştirildi. Yıldızın optik bölge tayflarının sürekliliklerinin belirlenmesi, tayf çizgilerinin ölçümü, çizgi tanıları, kimyasal element bolluk hesapları yapıldı. Çalışmanın sonuçları literatürde yer alan bazı çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırıldı. Bu çalışma, RTT150 CET verileri kullanılarak yıldızların fotosferik bolluk analizleri üzerine yapılan bir çalışmadır.Kullanılan tayflar, optik bölgenin ll3920-8770Å dalgaboyu aralığını içeren eşel tayflardır. Tayflar, REDUCE ve VLINE (Hill et al. 1982a,b) programları kullanılarak ölçülmüştür. Yıldızın dönme hızı (v sin i), VLINE programının “fix parameter mode” özelliği kullanılarak birçok metal çizgisine Gauss fiti yapılarak 9.2 ± 0.5 km sn-1 olarak belirlendi. Her çizgi profilinin merkezi dalgaboyu, eşdeğer genişliği, çizgi derinliği ve yarı maksimumdaki tam genişliği bulundu. Çizgi tanı yöntemiyle HD 39866’nın atmosferindeki atom ve iyonlar tanımlandı. HD 39866 yıldızının tayfında, Paschen serisi çizgiler, Ha, Hb, Hg, Hδ, Hε, C I, C II, N I, O I, He I, Mg I, Mg II, Al I, Al II, Si II, S I, S II, Ca I, Ca II, Sc II, Ti II, V II, Cr I, Cr II, Mn I, Mn II, Fe I, Fe II, Ni II, Sr II, Zr II, Co II, Y II, Ba II, Gd II, Sm II, Ce II ve Nd II çizgileri tanımlandı. La II, N II ve Fe III’e ait bazı çizgiler varlığı muhtemel olan çizgiler olarak tanımlanmıştır. Bu çizgi tanı listesi, HD 39866 yıldızının ilk çizgi tanı listesidir. Tanılar, HD 39866 ve benzer tür yıldızlara kaynak oluşturacak niteliktedir.Atmosfer analizi, yerel termodinamik denge varsayımlı model atmosfer kodu ATLAS9 (Kurucz 1995) kullanılarak gerçekleştirildi. Yıldızın etkin sıcaklık ve yüzey çekim ivmesi, nötr ve bir kere iyonize olmuş demir çizgilerinin iyonizasyon dengesinden yararlanılarak Te = 8950 K ve log g = 2.40 olarak bulundu. Mikrotürbülans hızı, 2.6 km sn-1 olarak elde edildi. HD 39866 yıldızı için He, C, N, O, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Sr, Y, Zr, Ba, Ce, Nd, Gd elemetlerinin bollukları belirlendi. Analiz sonuçları, HD 39866’nın atmosferindeki helyum bolluğunun Güneş değerleriyle karşılaştırıldığında biraz fakir, azot miktarının ise oldukça bol olduğunu gösterir. Analizlerden elde edilen CNO’daki yüzey bolluk değişimleri, yıldızın evrimi esnasında bir karışım sürecine maruz kalmış olabileceğini gösterir. Yıldızın Te ve log g değerleri, yıldızı, 5 ile 9 M¤ kütleli yıldızların teorik evrim yolları arasına koymaktadır. HD 39866 yıldızı için Al, Sr dışındaki diğer element bollukları, genelde Güneş’teki değerlere yakın ya da Güneş’ten daha boldur. HD 39866, nadir toprak element bollukları bakımından Güneş’e göre oldukça farklıdır. Bu yıldızda Güneş’e göre daha bol bulunmaktadır. Böyle ayrıntılı tayfsal ve kimyasal analizler, HD 39866 için ilk kez yapılmaktadır. II ışınım sınıfına ait HD 39866 yıldızı, A tayf türünden Ib ve III ışınım sınıfları arasındaki bağlantıyı sağlar. Bu analiz, Kutluay Yüce’nin doktora tez çalışması (4 Lac:B9 Iab, n Cep:A2 Ia; 2003), Tolgahan Kılıçoğlu’nun yüksek lisans tez çalışması (20 CVn: F2 III; 2008), Canan Şahin’in dönem sonu projesi (HD 43836:B9 II; 2008) ve Saul J. Adelman ve arkadaşlarının “Elemental abundances from DAO spectrograms” (bkz. iki F süperdevi nu Her ve 41 Cyg; Adelman et al. 2008) çalışmalarına benzer bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Yüksek çözünürlüklü TUG tayfsal verisi ve son ölçüm teknikleri kullanılarak, seçilmiş model atmosferlerden elde edilen anlamlı bolluk değerleri,Venn (1995a, b)’in kullandığı benzer teknikler ve bu tekniklerin TUG verisine uygulanabilir olması bu tekniklerin başarısını gösterir.Abstract In this thesis, the detailed chemical abundances analysis of HD 39866 (A2 II) was performed using the spectra obtained with Coude Echelle Spectrograph of the 1.5-m RTT150 telescope at the TÜBİTAK National Observatory (Antalya, TÜRKİYE). I done the techniques of continuum determination of the optical spectral region, spectral line measurements, line identifications, chemical element abundance calculations, and discuss with those of the literature. This work is the first thesis on the detailed photospheric abundance analyses using the RTT150 CES. The spectra are covering ll3920-8770Å of the optical spectral region from echelle spectra. The spectra were measured using programs REDUCE and VLINE (Hill et al. 1982). The projected rotational velocity (v sin i) was derived as 9.2 ± 0.5 km s-1 from the Gaussian fitting of several metal lines using the fix parameter mode of the program VLINE . I found for each line, its stellar wavelength (Å), equivalent width (mÅ), line depth, and line width (Å). With the line identification method, we found the atoms and ions in the atmosphere of HD 39866. We identified the lines of the Paschen series, Ha, Hb, Hg, Hδ, Hε, C I, C II, N I, O I, He I, Mg I, Mg II, Al I, Al II, Si II, S I, S II, Ca I, Ca II, Sc II, Ti II, V II, Cr I, Cr II, Mn I, Mn II, Fe I, Fe II, Ni II, Sr II, Zr II, Co II, Y II, Ba II, Gd II, Sm II, Ce II and Nd II in the spectrum of HD 39866. Some lines belonging to La II, N II, and Fe III are identified as possibly present in the spectrum of HD 39866. The list is the first for HD 39866. Thus the line identification should be useful for the spectral studies of HD 39866 and similar type stars. The atmosphere analysis was performed using the local thermodynamic equilibrium (LTE) model atmospheres code ATLAS9 and its associated programs of Dr. Robert L. Kurucz (Kurucz 1995). The effective temperature and surface gravity were found from the ionization equilibria of iron from neutral and singly-ionized lines: The adopted values of HD 39866 are Te = 8950 K and log g = 2.40. The microturbulent velocity was calculated to be 2.6 km s-1. The abundance of He, C, N, O, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Sr, Y, Zr, Ba, Ce, Nd, Gd were calculated for HD 39866. The results of the abundance analysis show that HD 39866's helium abundance are slightly underabundant to solar values, extremely enhanced in nitrogen. There may be a mixing in HD 39866 that causes the surface abundance variations in CNO during the evolution of star. The Te and log g values put the star between the theoretical evolutionary path of 5-9 M¤ star. For HD 39866 the other element abundances are generally solar and overabundant except Al, Sr. HD 39866 is a extremely enhanced in the rare earths respect to solar. The detailed spectral and chemical analysis is the first for HD 39866. The star HD 39866 with the luminosity class II is better connect the A III stars with the A Ib stars. The analysis is performed in a manner similar to that of Kutluay Yüce’s PhD thesis (4 Lac:B9 Iab, n Cep:A2 Ia; 2003), Tolgahan Kılıçoğlu’s MSc thesis (20 CVn:F2 III; 2008), R. Canan Şahin’s work (HD 43836:B9 II; 2008) and the papers ofSaul J. Adelman and associates series “Elemental abundances from DAO spectrograms” (e.g., their studies of two F supergiants nu Her and 41 Cyg (Adelman et al. 2007). The reliable photospheric abundances which derived from the selected model atmosphere using high resolution TUG spectral data and state of the art measurement techniques indicates the success of the techniques used which are similar to those of Venn (1995a, b) and their applicability to TUG data.