First Investigation of the Surface Brightness Distribution of the Early F-Type Star HD 181420

Abstract

The origin of stellar magnetic fields remains a mystery in astrophysics. Early F-type stars are particularly significant as they are located in a transitional region where two distinct mechanisms—fossil fields and the dynamo effect—may play a role in generating their magnetic fields. In this study, surface brightness distribution anomalies caused by magnetic activity in the early F-type star HD 181420 were investigated for the first time, aiming to provide new insights into this transitional regime. In this context, surface brightness distribution anomalies of the star HD 181420, were simultaneously mapped using Doppler imaging and light curve inversion techniques. For this purpose, high-resolution time-series spectra and high-precision light curves obtained during the same time period were used. Doppler imaging and light curve inversion were carried out using SpotDIPy, an open-source code developed by our research group. When examining the resulting surface brightness distribution map, a prominent asymmetric cool polar spot stands out. Additionally, three spots of comparable size are identified around a latitude of 35°, separated by approximately 120° in longitude. These structures, which evoke the phenomenon of active longitudes, are particularly noteworthy.

Keywords

• magnetic fields
• (stars:) starspots
• stars: individual: HD 181420

Erken F Türü HD 181420 Yıldızının Yüzey Parlaklık Dağılımının İlk Kez İncelenmesi

Abstract

Yıldızların manyetik alanlarının kökeni astrofizikte hâlâ gizemini koruyan bir konudur. Özellikle erken F türü yıldızlar, manyetik alanlarının ortaya çıkışında iki farklı mekanizmanın (fosil alanlar ve dinamo etkisi) rol oynayabileceği bir geçiş bölgesinde yer almaları nedeniyle önem arz etmektedirler. Bu çalışmada, erken F türü bir yıldız olan HD 181420'nin manyetik aktiviteden kaynaklanan yüzey parlaklık dağılımı anomalileri ilk kez incelenerek, bu geçiş bölgesi yıldızı hakkında yeni bilgiler edinilmesi planlanmaktadır. Bu bağlamda, HD 181420 yıldızının yüzey parlaklık dağılımı anomalileri, Doppler görüntüleme ve ışık eğrisi modelleme teknikleri kullanılarak eş zamanlı olarak haritalandı. Bunun için aynı zaman diliminde elde edilen yüksek çözünürlüklü zaman serisi tayflar ve yüksek hassasiyetli ışık eğrileri kullanıldı. Doppler görüntüleme ve ışık eğrisi modellemesi araştırma grubumuzun ürettiği açık kaynak kodlu SpotDIPy kodu kullanılarak gerçekleştirildi. Elde edilen yüzey parlaklık dağılımı haritası incelendiğinde, baskın asimetrik bir soğuk kutup lekesi göze çarpmaktadır. Bunun yanı sıra 35° enlemi civarında, benzer boyutlarda ve aralarında yaklaşık 120° boylam farkı bulunan üç adet lekenin varlığı da söz konusudur. Aktif boylamlar olgusunu akıllara getiren bu yapılar oldukça dikkat çekicidir.

Keywords

• magnetic fields
• (stars:) starspots
• stars: individual: HD 181420

References

1. Bahar E., Şenavcı H. V., Işık E., Hussain G. A. J., Kochukhov O., Montes D., Xiang Y., 2024, ApJ, 960, 60
2. Barban C., ve diğ., 2009, A&A, 506, 51
3. Berdyugina S. V., 2005, Living Reviews in Solar Physics, 2, 8
4. Blanco-Cuaresma S., 2019, MNRAS, 486, 2075
5. Blanco-Cuaresma S., Soubiran C., Heiter U., Jofré P., 2014, A&A, 569, A111
6. COROT Team 2016, VizieR Online Data Catalog: CoRoT observation log (N2-4.4) (CoRoT 2016), VizieR On-line Data Catalog: B/corot. Originally published in: CoRoT Data Center (2014)
7. Castelli F., Kurucz R. L., 2003, in Piskunov N., Weiss W. W., Gray D. F., eds, IAU Symposium Vol. 210, Modelling of Stellar Atmospheres. p. A20 (arXiv:astro-ph/0405087), doi:10.48550/arXiv.astro-ph/0405087
8. Donati J. F., Semel M., Carter B. D., Rees D. E., Collier Cameron A., 1997, MNRAS, 291, 658

9. Gray R. O., Corbally C. J., 1994, AJ, 107, 742
10. Hardegree-Ullman K. K., Apai D., Bergsten G. J., Pascucci I., López-Morales M., 2023, AJ, 165, 267
11. Heiter U., ve diğ., 2021, A&A, 645, A106
12. Maehara H., Notsu Y., Notsu S., Namekata K., Honda S., Ishii T. T., Nogami D., Shibata K., 2017, PASJ, 69, 41
13. Mathur S., García R. A., Morgenthaler A., Salabert D., Petit P., Ballot J., Régulo C., Catala C., 2013, A&A, 550, A32
14. Mosser B., Baudin F., Lanza A. F., Hulot J. C., Catala C., Baglin A., Auvergne M., 2009, A&A, 506, 245
15. Petit P., Louge T., Théado S., Paletou F., Manset N., Morin J., Marsden S. C., Jeffers S. V., 2014, PASP, 126, 469
16. Strassmeier K. G., 2009, A&ARv, 17, 251
17. Tobias S. M., 2002, Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series A, 360, 2741