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推动星震学单频率建模的边界:揭示两颗演化的极低金属量红巨星

太阳与恒星天体物理 2025-05-14 v1

摘要

贫金属星是理解银河系中第一代恒星的关键。红巨星的星震学表征传统上依赖于全局星震参数,而非单个振荡模式的完整频谱。在此,我们首次对两颗演化的极贫金属星进行了表征,包括详细的混合模式图案。我们证明,将单频率纳入红巨星的网格建模中可提高其精度,从而能够对这些古老恒星进行详细研究,并允许我们推断两颗 [Fe/H]2.5[\mathrm{Fe}/\mathrm{H}]{\sim}{-}2.5 dex Kepler 恒星:KIC 4671239 和 KIC 7693833 的恒星属性。观测和理论星震学的最新发展使得对演化巨星复杂振荡图案的详细研究成为可能。我们利用 Kepler 时间序列和来自高分辨率光谱数据的表面属性,使用贝叶斯恒星算法(BAyesian STellar Algorithm, BASTA)对这两颗恒星进行了星震学表征。两颗恒星均显示出星震和经典观测量约束之间的一致性;这种重叠在纯粹考虑全局星震参数时是无法恢复的。KIC 4671239 和 KIC 7693833 的质量分别被确定为 0.780.03+0.040.78^{+0.04}_{-0.03}0.830.01+0.03M0.83^{+0.03}_{-0.01} M_{\odot},年龄分别为 12.11.5+1.612.1^{+1.6}_{-1.5}10.31.4+0.610.3^{+0.6}_{-1.4} Gyr。观测和建模的 νmax\nu_{\mathrm{max}} 之间约 10% 的差异表明其标度关系存在金属量依赖性,导致贫金属星的质量被高估和年龄推断错误。利用单振荡模式的完整频谱,我们规避了对星震标度关系的依赖,提供了对恒星本身的直接约束,推动了与太阳金属量相差甚远的演化恒星的最先进详细建模的边界。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.23063,
  title  = {Pushing the boundaries of asteroseismic individual frequency modelling: unveiling two evolved very-low metallicity red giants},
  author = {Jens R. Larsen and Jakob L. Rørsted and Victor Aguirre Børsen-Koch and Mia S. Lundkvist and Jørgen Christensen-Dalsgaard and Mark L. Winther and Amalie Stokholm and Yaguang Li and Ditte Slumstrup and Hans Kjeldsen and Enrico Corsaro and Othman Benomar and Siddarth Dhanpal and Achim Weiss and Benoît Mosser and Saskia Hekker and Dennis Stello and Andreas J. Korn and Andressa Jendreieck and Yvonne Elsworth and Rasmus Handberg and Thomas Kallinger and Chen Jiang and Greg Ruchti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23063},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 12 figures, accepted for publication in A&A