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LOTUS:用于均匀推导恒星大气参数的(非)LTE 优化工具

太阳与恒星天体物理 2023-03-15 v3 天体物理仪器与方法

摘要

恒星中单个元素精确的基本大气恒星参数与丰度测定对所有恒星族群研究十分重要。非局部热力学平衡(Non-LTE;下称 NLTE)模型对此类高精度常很重要,但可能计算复杂且昂贵,致使这些模型在光谱分析中较少被使用。为缓解此类模型的计算负担,我们开发了一个稳健的 1D、LTE 与 NLTE 基本大气恒星参数推导工具 LOTUS\texttt{LOTUS},从 Fe I 与 Fe II 谱线的等效宽度(EW)测量确定 FGK 型星的有效温度 TeffT_{\mathrm{eff}}、表面重力 logg\log g、金属丰度 \mbox[Fe/H]\mbox{[Fe/H]} 与微湍流速度 vmicv_{\mathrm{mic}}。我们利用广义生长曲线方法考虑各 Fe I 与 Fe II 谱线对相应大气恒星参数的 EW 依赖。随后使用全局差分进化优化算法推导优化后的基本参数。此外,LOTUS\texttt{LOTUS} 能用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法确定各恒星参数的精确不确定度。我们在基准星样本、具 K2 巡天可用星震表面重力的恒星、以及来自 RR-过程联盟(RPA)巡天的贫金属星上测试并应用 LOTUS\texttt{LOTUS}。我们发现 LOTUS\texttt{LOTUS} 中 NLTE 推导参数与非负值间非常吻合:基准星在 Teff=±30T_{\mathrm{eff}}=\pm 30 K 与 logg=±0.10\log g=\pm 0.10 dex 内。我们提供代码及在 Github 上可获取的插值预计算 NLTE EW 网格的开放访问,以及在 Readthedocs 上带可运行示例的文档。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.09415,
  title  = {LOTUS: A (non-)LTE Optimization Tool for Uniform derivation of Stellar atmospheric parameters},
  author = {Yangyang Li and Rana Ezzeddine},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09415},
  year   = {2023}
}

备注

42 pages, 12 figures, 3 tables, accepted for publication in AJ. For Code on Github, see: https://github.com/Li-Yangyang/LOTUS. For Code Documentation, see: https://lotus-nlte.readthedocs.io/en/latest/