利用盖亚视差和光谱金属丰度改进白矮星作为测年工具的性能
太阳与恒星天体物理
2022-04-20 v1 星系天体物理
摘要
白矮星(WDs)在解决天体物理学中的两个问题上具有尚未实现的潜力：恒星年龄的准确度与精度。白矮星的冷却年龄可由表面温度和半径推断，而这两者可通过高质量测光与视差精确约束。精确且高精度的盖亚视差与测光巡天提供了信息，可推导大量白矮星的冷却年龄与总年龄。本文分析了在宽双星中与主序(MS)伴星一起发现的1372颗白矮星，并报告了在这些WD+MS系统中可获得的冷却与总年龄精度。若已知白矮星初始金属丰度，其总年龄可进一步约束，因为固定质量下主序(MS)前身星寿命依赖于金属丰度，然而白矮星的光谱无法提供金属丰度。我们表明，与均匀约束相比，利用38颗宽双星MS伴星的光谱金属丰度约束可大幅降低白矮星总年龄的内部不确定性。在我们的样本中取38颗星平均，引入光谱约束后总(内部)年龄不确定性从21.04%改善至16.77%。质量较高的白矮星给出更好的总年龄精度；对于8颗零龄主序质量 2.0太阳质量的白矮星，引入光谱金属丰度后总年龄平均不确定性从8.61%改善至4.54%。我们发现，若有 1%精度的视差以及 0.01 mag精度的Pan-STARRS , 和 测光，通常可对前身星质量高于2.0太阳质量的白矮星实现5%的总年龄精度。
引用
@article{arxiv.2203.08971,
title = {Improving white dwarfs as chronometers with Gaia parallaxes and spectroscopic metallicities},
author = {Adam Moss and Ted von Hippel and Elliot Robinson and Kareem El-Badry and David C. Stenning and David van Dyk and Morgan Fouesneau and Coryn A. L. Bailer-Jones and Elizabeth Jeffery and Jimmy Sargent and Isabelle Kloc and Natalię Moticska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.08971},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 9 figure, accepted for publication in The Astrophysical Journal