球状星团 M4 中 2191 颗恒星的大气参数与金属丰度

我们报告了银河系球状星团 M4 中恒星的新金属丰度数据，所用恒星数量是任何星团中在高光谱分辨率下观测到的最多的一次。我们分析了利用 VLT 上的 VLT FLAMES+GIRAFFE 光谱仪收集的 2771 颗星团恒星的 7250 条光谱。这些中分辨率光谱覆盖的波长范围较小，且通常具有非常低的信噪比。我们通过从头到尾重新考虑大样本恒星丰度分析的整个方法来处理此数据集。我们开发了一种新算法，可自动确定恒星的大气参数。光谱分析的几乎所有数据准备步骤都是在合成光谱而非观测光谱上进行的。对于 322 颗$V \leq 14.7$的红巨星分支 (RGB) 恒星，我们获得了近乎恒定的金属丰度，$<[{\rm Fe}/{\rm H}]> = -1.07$ ($\sigma$ = 0.02)。在\cite{Monelli:2013us}识别出的两个 RGB 序列之间，未观测到$0.01 ~\textrm{dex}$量级的金属丰度差异。对于 1869 颗$V > 14.7$的亚巨星和主序星，在固定微湍流速度后，我们获得$<[{\rm Fe}/{\rm H}]> = -1.16$ ($\sigma$ = 0.09)。这些数值与先前在更高光谱分辨率和波长覆盖范围内对更亮 RGB 恒星进行的详细分析研究结果一致。目前尚不清楚较亮和较暗的 M4 成员星之间微小的平均金属丰度差异是真实的，还是较暗恒星低信噪比特性的结果。我们的方法优势在于，利用一个对大气分析并非最优的数据集，为两千多颗恒星恢复了接近单一值的金属丰度。该技术特别适用于在困难观测条件下获取的噪声数据。