利用低分辨率恒星光谱测量超过20种元素丰度的前景

理解银河系的演化需要对大量恒星中的多种元素进行精确丰度测定。一个普遍看法是，要推导出超过少数几种元素丰度（[Fe/H]、[α/Fe]，或许还有 [C/H]、[N/H]），需要中到高光谱分辨率（$R \gtrsim 10,000$），主要是为了克服谱线混叠的影响。在近期工作（Rix et al. 2016; Ting et al. 2016）中，我们提出了一种高效且实用的方法来对整个恒星光谱进行建模，即使同时拟合大量恒星标签。本文量化了在给定光谱分辨率和波长范围的情况下，能够以何种精度恢复多种不同元素的丰度。在完美光谱模型和光谱归一化的极限条件下，我们表明，对于固定的曝光时间和探测器像素数，元素丰度的精度几乎与分辨率无关；低分辨率光谱在单次设置中仅能提供更高的每像素信噪比和通常更大的波长范围。我们还表明，一旦 $R \gtrsim 1,000$，大多数恒星标签的估计值彼此之间没有强相关性。线扩散函数的适度误差以及小的径向速度误差不会影响这些结论，且数据驱动模型表明，光谱（连续谱）归一化在实践中可以足够好地实现。这些结果有待通过对观测到的低分辨率数据的分析来确认，它们为大型光谱恒星巡天的设计以及档案低分辨率数据集的重新分析开辟了新的可能性。