Investigation of Small Separation of Evolved Stars in Cluster NGC 6811

Abstract

Many solar-like oscillating stars have been observed by the CoRoT (2007), Kepler (2009) and TESS (2017) space telescopes. By examining solar-like oscillating stars, new information has been obtained about stellar structure and evolution. Examination of cluster member stars that solar-like oscillation by applying asteroseismic methods is very important for studies on stellar internal structure and evolution. Thus, solar-like oscillating stars, which are cluster members formed at the same time from the same gas-dust cloud, can be modeled with internal structure models using asteroseismic methods. In this study, eight stars belonging to the NGC 6811 cluster, which are located in Kepler’s region and have evolved stars that solar-like oscillation, have examined. These eight evolved stars are modeled for the first time with the MESA evolution code. In addition, it has been determined that these stars are red-clumps by asteroseismic methods. Therefore, the internal structure models of stars are constructed with mass loss. The mass and radius range of the stars were determined from the model models as 2.23-2.40 M⊙and 8.47-12.38 M⊙, respectively. In this study, age-sensitive small speration for solar-like oscillating main sequence stars were calculated for these stars from the model oscillation frequencies. The model ages of the stars were compared with the calculated small separations. It has been determined that there are similar relations with the main sequence stars between the model ages and small separations of the red clump stars.

Keywords

• asteroseismology
• open cluster
• evolved stars
• stellar interiors and evolution
• solar-like oscillations

NGC 6811 Kümesindeki Evrimleşmiş Yıldızların Küçük Ayrılmalarının İncelenmesi

Öz

CoRoT (2007), Kepler (2009) ve TESS (2017) uzay araçları sayesinde çok sayıda güneş benzeri titreşim yapan yıldızın gözlemi yapılmıştır. Bu titreşimlere sahip yıldızların incelenmesiyle yıldız yapı ve evrimi hakkkında yeni bilgiler elde edilmiştir. Güneş benzeri titreşim yapan küme üyesi yıldızların asterosismik yöntemlere başvurularak incelenmesi yıldız iç yapı ve evrimi üzerine yapılan çalışmalar için oldukça önemlidir. Böylece aynı gaz-toz bulutundan aynı zamanda oluşan küme üyesi olan güneş benzeri titreşim yapan yıldızların asterosismik yöntemler kullanılarak iç yapı modelleri yapılabilir. Bu çalışmada Kepler’in gözlem bölgesinde yer alan ve güneş benzeri titreşim yapan evrimleşmiş yıldızlara sahip olan NGC 6811 kümesine ait sekiz yıldız incelenmiştir. Bu evrimleşmiş sekiz yıldız MESA evrim koduyla ilk kez modellenmiştir. Ayrıca bu yıldızların asterosismik yöntemlerle kırmızı budak (red-clump) olduğu tespit edilmiştir. Bu yüzden yıldızların iç yapı modelleri kütle kayıplı olarak yapılmıştır. Yıldızların kütle ve yarıçap aralığı sırasıyla 2.23-2.40 M⊙ ve 8.47-12.38 R⊙ olarak modelellerden belirlenmiştir. Bu çalışmada güneş benzeri titreşim yapan anakol yıldızları için yaşa duyarlı olan küçük ayrılmalar model titreşim frekanslarından bu yıldızlar için hesaplanmıştır. Hesaplanan küçük ayrılamar ile yıldızların model yaşları kıyaslanmıştır. Buradan evrimleşmiş yıldız olan kırmızı budak yıldızlarının model yaşları ile küçük ayrılmaları arasında anakol yıldızlarına benzer ilişkiler olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• asteroseismology
• open cluster
• evolved stars
• stellar interiors and evolution
• solar-like oscillations

References

1. Angulo C. et al., 1999, Nucl. Phys. A, 656, 3
2. Arentoft T., Brogaard K., Jessen-Hansen J., Silva Aguirre V., Kjeldsen H., Mosumgaard J. R., Sandquist E. L., 2017, ApJ, 838, 115. doi:10.3847/1538-4357/aa63f7
3. Böhm- Vitense E., 1958, Z. Astrophys., 46, 108
4. Caughlan G. R., Fowler W. A., 1988, At. Data Nucl. Data Tables, 40, 283
5. Çelik Orhan Z., Yıldız M., Kayhan C., 2021, MNRAS, 503, 4529. doi:10.1093/mnras/stab757
6. Çelik Orhan Z., 2021, MNRAS, 506, 4413. doi:10.1093/mnras/stab2031
7. Chaplin W. J. et al., 2014, ApJS, 210, 1
8. Christensen-Dalsgaard J., 2008, Ap&SS, 316, 113

9. Edvardsson, B., Andersen, J., Gustafsson, B, et al., 1993, A&A,275, 101E
10. Frasca A., Molenda-Żakowicz J., De Cat P., Catanzaro G., FuBöhm- Vitense E., 1958, Z. Astrophys., 46, 108
11. Ferguson J. W.,Alexander D. R., Allard F., Barman T., Bodnarik J. G., Hauschildt P. h., Heffner- Wong A., Tammanai A., 2005, ApJ, 623, 585 4277
12. Kjeldsen H., Bedding T. R., 1995, A&A, 293, 87
13. Mathur S., Metcalfe T. S., Woitaszek M., Bruntt H., Verner G. A., Christensen-Dalsgaard J., Creevey O. L., et al., 2012, ApJ, 749, 152. doi:10.1088/0004-637X/749/2/152
14. Metcalfe T. S., Creevey O. L., Doğan G., Mathur S., Xu H., Bedding T. R., Chaplin W. J., et al., 2014, ApJS, 214, 27. doi:10.1088/0067-0049/214/2/27
15. Paxton B., Bilsten L., Dotter A., Herwing F., Lesaffre P., Timmes F., 2011, ApJS, 2011, 192
16. Paxton B., Cantiello M., Arras P., Bildsten L., Brown E. F., Dotter A., Mankovich C., et al., 2013, ApJS, 208, 4. doi:10.1088/0067- 0049/208/1/4
17. Pinsonneault M. H., Elsworth Y. P., Tayar J., Serenelli A.,
18. Stello D., Zinn J., Mathur S., et al., 2018, ApJS, 239, 32. doi:10.3847/1538-4365/aaebfd