Yıldızlarda Dönme ve Tayf Türü Arasındaki İlişki

Ahmet Usta; Mert Boran; Cenk Kayhan

doi:10.55064/tjaa.1592019

EN TR

The Relationship Between Spectral Type and Stellar Rotation

Abstract

In this study, we investigate the relationship between spectral type and projected stellar rotational velocity ($v\sin i$) using a sample of approximately 50 000 single stars at different evolutionary stages. The stars in the sample span a broad range of spectral types, from O0 to M9. To conduct the analysis, the stars were divided into two subgroups based on their spectral type and luminosity class. These subgroups were examined separately to evaluate how the evolutionary status of stars affects their rotational velocities. The results indicate a noticeable decrease in the mean projected rotational velocity ($\langle v\sin i\rangle$) as spectral type progresses from early to late types. In particular, a significant drop of approximately 100 km/s in $\langle v\sin i\rangle$ is found when comparing hot stars (O0 to F2) with cooler stars (F2 to M9). Additionally, $\langle v\sin i\rangle$ tends to decrease as stars evolve, with the most prominent decline observed beyond the subgiant phase.

Keywords

Yıldızlarda Dönme ve Tayf Türü Arasındaki İlişki

Öz

Bu çalışmada, tayf türü ile öngörülen yıldız dönme hızı ($v\sin i$) arasındaki ilişkiyi inceliyoruz; farklı evrimsel aşamalarda bulunan yaklaşık 50 000 tek yıldızdan oluşan bir örneklem kullanıyoruz. Çalışmaya dahil edilen yıldızlar, O0’dan M9'a kadar geniş bir tayf türü aralığını kapsamaktadır. Yıldızlar, tayf türleri ve ışıtma sınıflarına göre iki alt gruba ayrılarak incelenmiştir. Bu alt gruplar ayrı ayrı değerlendirilerek yıldızların evrimsel durumlarının dönme hızları üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, tayf türü erken türden geç türe doğru ilerledikçe ortalama dönme hızı ($\langle v\sin i\rangle$) değerinde belirgin bir azalma olduğunu göstermektedir. Özellikle sıcak yıldızlar (O0 ila F2) ile daha soğuk yıldızlar (F2 ila M9) karşılaştırıldığında, $\langle v\sin i\rangle$ değerinde yaklaşık 100 km/s'lik kayda değer bir düşüş görülmüştür. Ayrıca yıldızlar evrimleştikçe $\langle v\sin i\rangle$ değerlerinde bir azalma gözlemlenmiş ve bu eğilim özellikle altdev evresi sonrasındaki aşamalarda daha belirgin hale gelmiştir.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK)

Project Number

2209A-1919B012310850

Thanks

Bu çalışmanın yürütülmesinde NASA Astrofizik Veri Sistemi, SIMBAD ve VizieR çevrimiçi kataloğu bibliyografik hizmetlerinden yararlanılmıştır. Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 2209A-1919B012310850 numaralı proje ile desteklenmiştir. Yazarlar TÜBİTAK’a destekleri için teşekkür ederiz.

References

Abdul-Masih M., 2023, A&A, 669, L11
Abt H. A., Morrell N. I., 1995, APJS, 99, 135
Abt H. A., Tan H., Zhou H., 1997, ApJ, 487, 365
Armitage P. J., Clarke C. J., 1996, MNRAS, 280, 458
Barnes S., Sofia S., Pinsonneault M., 2001, ApJ, 548, 1071
Barnes S. A., Weingrill J., Fritzewski D., Strassmeier K. G., Platais I., 2016, APJ, 823, 16
Bodensteiner J., ve dig., 2023, A&A, 680, A32
Bouvier J., Matt S. P., Mohanty S., Scholz A., Stassun K. G., Zanni C., 2014, in Beuther H., Klessen R. S., Dullemond C. P., Henning T., eds, Protostars and Planets VI. pp 433–450 (arXiv:1309.7851), doi:10.2458/azu_uapress_9780816531240-ch019

Britavskiy N., ve dig., 2023, aa, 672, A22
Chabrier G., Baraffe I., 1997, A&A, 327, 1039
Chang S. W., Protopapas P., Kim D. W., Byun Y. I., 2013, AJ, 145, 132
Che X., ve dig., 2011, ApJ, 732, 68
Cieza L., Baliber N., 2007, ApJ, 671, 605
Collier Cameron A., Campbell C. G., 1993, AaA, 274, 309
Costa G., Girardi L., Bressan A., Marigo P., Rodrigues T. S., ChenY., Lanza A., Goudfrooij P., 2019, MNRAS, 485, 4641
Crossfield I. J. M., 2014, A&A, 566, A130
Cutispoto G., Pastori L., Pasquini L., de Medeiros J. R., Tagliaferri G., Andersen J., 2002, A&A, 384, 491
D’Antona F., Milone A. P., Tailo M., Ventura P., Vesperini E., di Criscienzo M., 2017, Nature Astronomy, 1, 0186
De Medeiros J. R., Mayor M., 1999, A&AS, 139, 433
De Medeiros J. R., Udry S., Burki G., Mayor M., 2002a, A&A, 395, 97
De Medeiros J. R., Da Silva J. R. P., Maia M. R. G., 2002b, ApJ, 578, 943
De Medeiros J. R., Udry S., Mayor M., 2004, A&A, 427, 313
De Medeiros J. R., Alves S., Udry S., Andersen J., Nordström B., Mayor M., 2014, A&A, 561, A126
Delfosse X., Forveille T., Perrier C., Mayor M., 1998, AAA, 331, 581
Deshpande R., ve dig., 2013, AJ, 146, 156
Durney B., 1972, ApSS, 17, 489
Fan Y., 2021, Living Reviews in Solar Physics, 18, 5
Gallet F., Bouvier J., 2013, A&A, 556, A36
Głe¸bocki R., Gnacinski P., 2005, in Favata F., Hussain G. A. J., Battrick B., eds, ESA Special Publication Vol. 560, 13th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems and the Sun. p. 571
Gray D. F., 1981, APJ, 251, 155
Gray D. F., 1982, JRASC, 76, 319, ADS
Gray D. F., 1983, in Stenflo J. O., ed., IAU Symposium Vol. 102, Solar and Stellar Magnetic Fields: Origins and Coronal Effects. pp 461–465
Gray D. F., Nagar P., 1985, APJ, 298, 756
Gray D. F., Toner C. G., 1986, APJ, 310, 277
Gray D. F., Toner C. G., 1987, ApJ, 322, 360
Herbig G. H., Spalding J. F. J., 1953, PAPS, 65, 192
Herbig G. H., Spalding John F. J., 1955, APJ, 121, 118
Holgado G., Simón-Díaz S., Herrero A., Barbá R. H., 2022, A&A, 665, A150
Howarth I. D., Siebert K. W., Hussain G. A. J., Prinja R. K., 1997, MNRAS, 284, 265
Jeffers S. V., ve dig., 2018, A&A, 614, A76
Jermyn A. S., Tout C. A., Chitre S. M., 2018, MNRAS, 480, 5427
Koenigl A., 1991, ApJl, 370, L39
Kraft R. P., 1967, ApJ, 150, 551
Kraft R. P., Wilson O. C., 1965, APJ, 141, 828
Krishnamurthi A., Pinsonneault M. H., Barnes S., Sofia S., 1997, APJ, 480, 303
López-Valdivia R., ve dig., 2019, ApJ, 879, 105
MacGregor K. B., Brenner M., 1991, ApJ, 376, 204
Maeder A., 2009, Physics, Formation and Evolution of Rotating Stars. Springer Berlin Heidelberg, doi:10.1007/978-3-540-76949-1
McAlister H. A., ve dig., 2005, ApJ, 628, 439
Messina S., Desidera S., Turatto M., Lanzafame A. C., Guinan E. F., 2010, A&A, 520, A15
Messina S., Desidera S., Lanzafame A. C., Turatto M., Guinan E. F., 2011, A&A, 532, A10
Meynet G., Maeder A., 2000, A&A, 361, 101
Mohanty S., Basri G., 2003, in Brown A., Harper G. M., Ayres T. R., eds, Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun Vol. 12, The Future of Cool-Star Astrophysics: 12th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun. pp 683–688
Rebull L. M., Stauffer J. R., Megeath S. T., Hora J. L., Hartmann L., 2006, ApJ, 646, 297
Royer F., Gerbaldi M., Faraggiana R., Gómez A. E., 2002a, A&A, 381, 105
Royer F., Grenier S., Baylac M. O., Gómez A. E., Zorec J., 2002b, A&A, 393, 897
Royer F., Zorec J., Gómez A. E., 2007, A&A, 463, 671
Rozelot J.-P., Neiner C., 2009, The Rotation of Sun and
Stars, 1 edn. Lecture Notes in Physics, Springer Berlin, Heidelberg, doi:10.1007/978-3-540-87831-5, https://doi.org/ 10.1007/978-3-540-87831-5
Schatzman E., 1962, Annales d’Astrophysique, 25, 18, ADS
See V., Lu Y. L., Amard L., Roquette J., 2024, MNRAS, 533, 1290
Serebriakova N., ve dig., 2023, A&A, 676, A85
Shepard K., Gies D. R., Lester K. V., Wang L., Guo Z., Kaper L., De Koter A., Sana H., 2020, ApJ, 888, 82
Simón-Díaz S., Herrero A., 2014, A&A, 562, A135
Skumanich A., 1972, ApJ, 171, 565
Slettebak A., Kusma T. J., 1979, in IAU Colloq. 47: Spectral Classification of the Future. p. 87
Smith C. L., 2015, PhD thesis, Georgia State University
Sun W., Li C., Deng L., de Grijs R., 2020, in Bragaglia A., Davies
M., Sills A., Vesperini E., eds, IAU Symposium Vol. 351, Star Clusters: From the Milky Way to the Early Universe. pp 228–232 (arXiv:1908.06531), doi:10.1017/S1743921319006628
Ud-Doula A., Owocki S. P., Townsend R. H. D., 2009, MNRAS, 392, 1022
Weber E. J., Davis Leverett J., 1967, APJ, 148, 217
Wolff S. C., Strom S. E., Hillenbrand L. A., 2004, ApJ, 601, 979
Wolff S. C., Strom S. E., Dror D., Venn K., 2007, AJ, 133, 1092
Zamanov R. K., Bode M. F., Melo C. H. F., Porter J., Gomboc A.,
Konstantinova-Antova R., 2006, MNRAS, 365, 1215
Zorec J., Royer F., 2012, A&A, 537, A120
de Freitas D. B., Cavalcante F. J., Santiago T. M., 2022, EPL (Europhysics Letters), 140, 29001
de Medeiros J. R., Da Rocha C., Mayor M., 1996, AAP, 314, 499,
ud-Doula A., Owocki S. P., 2002, ApJ, 576, 413
van den Heuvel E. P. J., 1968, Bull. Astron. Inst., 19, 309, ADS
von Zeipel H., 1924, MNRAS, 84, 665