Astronomowie z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika (CAMK) określili temperaturę i grawitację na powierzchni 48 starych, ubogich w metale gwiazd z dokładnością do 1%. Te 48 gwiazd zawiera pierwiastki chemiczne w ilościach, które są od 10 do 1000 razy mniejsze niż to, co znajduje się na Słońcu.
Są to stare gwiazdy. Większość powstała 10 do 13 Gyr temu. Badanie tych bardzo starych gwiazd pozwala na poznawanie procesów powstawania i wczesnych etapów ewolucja naszej Galaktyki. Te badania prowadził zespół kierowany przez Riano E. Giribaldi, post-doca w CAMK, przy współpracy André Rodrigo da Silva i Rodolfo Smiljanic.
Pierwszym krokiem do określenia składu chemicznego gwiazdy jest wyznaczenie temperatury i grawitacji na jej powierzchni. Znając te parametry oraz skład chemiczny, astronomowie mogą testować modele wewnętrznej budowy gwiazd i poznawać historię wzbogacenia chemicznego Drogi Mlecznej.
Jednak określenie prawidłowych wartości parametrów atmosferycznych z wysoką dokładnością jest bardzo trudne. Najbardziej bezpośrednia metoda obliczania temperatura powierzchni gwiazdy obejmuje pomiar obserwowanego strumienia energii w szerokim zakresie długości fal oraz określenie średnicy gwiazdy metodami interferometrycznymi. Niestety pomiary interferometryczne są ograniczone do niewielkiej liczby jasnych, stosunkowo bliskich gwiazd.
Stare, ubogie w metal gwiazdy, które należą do halo Drogi Mlecznej maja małą jasność i są położone daleko od Słońca. Nie więcej niż 10 z tych gwiazd ma średnice zmierzone za pomocą interferometrii. Alternatywą dla tych gwiazd jest użycie metod pośrednich, opartych na fotometrii lub spektroskopii, ale te matody są zwykle bardziej narażone na błędy systematyczne modelowania.
Zespół z CAMK opracował metodę precyzyjnego szacowania tych parametrów na podstawie wysokiej jakości widm gwiazdowych, pokonującą niektóre powszechne napotykane trudności. Nowa metoda obejmuje ulepszone procedury badania linii widmowych i połączenie najnowocześniejszych modeli silnych linii absorpcyjnych wodoru H-alpha Balmer z precyzyjnymi paralaksami, uzyskanymi przez misję Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dzięki temu możliwe było wyznaczenie powierzchniowej temperatury i grawitacji z dokładnością do 1%.
Ta próbka gwiazd o wyznaczonych dokładnych parametrach została nazwana Tytani. W mitologii greckiej Tytani są potomkami Gai. Parametry atmosferyczne w gwiazd należących to tej próbki zawdzięczają swoją wysoką dokładność misji Gaia. To jest powód, dla którego zespół zdecydował się nazwać te gwiazdy Titans.
Badania zostały sfinansowane z grantu OPUS NCN.
Artykuł "Titans metal-poor reference stars. I. Accurate effective temperatures and surface gravities for dwarfs and subgiants from 3D non-LTE Hα profiles and Gaia parallaxes" został niedawno przyjęty do publikacji w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
Rysunek: Rozkład Tytanów na wykresie logarytmu grawitacji na powierzchni (log g) jako funkcja temperatury efektywnej (TEf). Ścieżki ewolucyjne to modele, które pokazują położenie gwiazd o danym wieku i składzie chemicznym na różnych etapach ewolucji. Wszyscy Tytani są gwiazdami ciągu głównego i pod-olbrzymami.
Tekst: Rodolfo Smilianic
