4 Lac ve v cep yıldızlarının tayfsal analizi
The Spectral analyses of 4 Lac and v cep stars
Yazar: KUTLUAY YÜCE
Danışman: PROF. DR. SEMANUR ENGİN ; PROF. DR. J. SAUL ADELMAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences
Dizin: Atmosfer parametreleri = Atmospheric parameters ; Dönme hızı = Rotational velocity ; Spektral analiz = Spectral analysis ; Yıldızlar = Stars

Özet:
Bu tez çalışmasında, 4 Lac (B9 Iab) ve V Cep (A2 la) yıldızlarının Dominion Astrofizik Gözlemevi' ndeki (Victoria, Kanada) 1.2 metrelik teleskoba bağlı Reticon ve CCD dedektörlerle alınmış yüksek ayırma güçlü tayfları kullanılarak atmosfer parametreleri ile element bollukları belirlenmiştir. Tayflar, AA3830 - 4950Â dalgaboyu aralığını içermektedir. Tayflar, Dr. Graham Hill ve arkadaşları (Hill and Fısher 1986) tarafından yazılan REDUCE ve VLINE programlan ile ölçülerek tayf çizgisinin gözlenen dalgaboyu, eşdeğer genişliği, derinliği ve yarı maksimumdaki tam genişliği bulunmuştur. Atmosfer analizi. Dr. Robert L. Kurucz (Kurucz 1995)'un yerel termodinamik denge varsayımlı, paralel düzlem geometrili ATLAS9 ve O'nun ilgili programlan kullanılarak gerçekleştirildi. 4 Lac ve v Cep'in tayflannda bulunan çizgilerin tanılan yapılarak atmosferlerindeki atom ve iyonlar belirlendi. Çizgi tanı sonuçlan, benzer tayf türünden yıldızların yapılacak tayfsal çalışmaları için yararlı olacaktır. Etkin sıcaklık ve yüzey çekim ivmesi, gözlemsel Ha çizgi profilinin kuramsal tayflarla karşılaştırılmasından ve elementlerin iyonizasyon dengelerinden yararlanılarak bulundu: 4 Lac için T, = 10250 K ve log g = 1.85, v Cep için Tc = 8400 K ve log g = 1.1 'dir. Mikrotürbülans hızı, 4 Lac için 2.8 km sn"1 ve v Cep için 7 km sn' olduğu saptandı. Dönme ve makrotürbülans hızlan (v sin ı, Ç) 4 Lac için 14 ± 2 km sn"', 15 ± 2 km sn*' ve v Cep için26±2kms*', 12±2kms"' bulundu. Bolluk analizi sonuçlanıra göre helyum 4 Lac 'ta Güneş'e göre 0.20 dex, v Cep'te ise 0.18 dex daha fazla bulunmaktadır. 4 Lac' in atmosferindeki karbon miktarı Güneş'in değeri ile hemen hemen aynı (-0.02 dex), azot miktan önemli ölçüde fazladır (+0.95 dex). Yıldızın karbon ve azot bolluklan, CNO çevrimi ile çekirdekte oluşan materyalin yıldızın fotosferine taşındığını göstermektedir. 4 Lac, evrimi sırasında yüzeyindeki karbon, azot bolluklarında değişimlere neden olabilecek kısmî bir karışıma maruz kalarak, anakoldan kırmızı devler bölgesine ve oradan tekrar mavi süperdevler bölgesine evrimleşmiştir. T0, log g ve L,T, değerlerine göre 4 Lac I2Mg kütleli bir yıldızın teorik evrim yolu üzerinde bulunmaktadır. 4 Lac'ın evrimleşerek bu noktaya gelmesi için geçen süre 16-.106 yıl olup Lac OB1 oymağının yaşı ile uyumludur. 4 Lac yıldızı LAC OB 1 oymağının bir üyesi olabilir. v Cep'in atmosferinde karbon ve azot bolluklannın hemen hemen Güneş'in değeri ile aynı (+0.08 dex) olduğu bulunmuştur. Karbon ve azota ait bu değerler, yıldızın çekirdeğinde kimyasal reaksiyonlarla oluşan materyalin 'first dredge-up; ilk büyük karışım' olarak adlandırılan bir iç karışım süreci ile yüzeye taşındığını göstermemektedir, v Cep evrimi sırasında herhangi bir iç karışıma maruz kalmadan anakoldan mavi süperdev bölgesine evrimleşmiştir. T" log g ve L. T, değerleri, yıldızı 20MS kütleli bir yıldızın teorik evrim yolu üzerine koymaktadır, v Cep'in evrimleşerek bu noktaya gelmesi için geçen süre 8x10s yıl olup CEP OB2 oymağının yaşı ile uyumludur. Bu çalışma, 4 Lac ve v Cep yıldızlarının hafif element bolluklannın Güneş bolluğuna oldukça yakın veya daha zengin, demir grubu ve ağır elementlerin ise Güneş bolluğuna yakın veya daha fakir olduğunu göstermektedir. 2003,154 sayfa ANAHTAR KELİMELER: 4 Lac, v Cep, erken tür süperdev yıldızlar, atmosfer parametreleri, dönme hızı, türbülans hızlan, erken tür süperdev yıldızların evrimi

Abstract:
In this thesis study the stellar parameters and elemental abundances of 4 Lac (B9 lab) and v Cep (A2 la) stars were determined using high quality spectral data obtained with Reticon and CCD dedectors of the 1.2-m telescope at the Dominion Astrophysical Observatory (Canada). They cover XU830-4950A of the optical spectral region. The spectra were measured using programs REDUCE and VLINE written by Dr. Graham Hill and his associates (Hill and Fisher 1986), and the stellar wavelength, equivalent width, the line depth, and the line width are determined for each line. The atmosphere analysis was performed using the LTE plane parallel model atmospheres code ATLAS9 and its associated programs of Dr. Robert L. Kurucz (Kurucz 1995). After the line identifications for 4 Lac and v Cep was done, the atom and ions in their atmosphere were determined. The line identifications should be useful for the spectral studies of similar type stars. The effective temperature and surface gravity are found from fitting the observed Hp profile with the theoretical profiles and ionization equilibria of the elements: The adopted values are Te = 10250 K and log g = 1.85 for 4 Lac, Te = 8400 K and log g = 1.1 for v Cep. The microturbulent velocity was calculated as 2.8 km s"' for 4 Lac, and as 7.0 km s'1 for v Cep. The rotational and macroturbulent velocities (v sin i, Ç) are respectively 14 ± 2 km s"1, 15 ± 2 km s"1 for 4 Lac, and 26 ± 2 km s"1, 12 ± 2 km s'1 for v Cep. Regarding the solar values the abundance analyses show that the helium is overabundandant by 0.20 dex in 4 Lac, and 0.18 dex in v Cep In the atmosphere of 4 Lac, carbon is almost solar by -0.02 dex, nitrogen show conspicuous excesses of 0.95 dex. Its carbon and nitrogen abundances seem to indicate evidence of CNO core-processed material being present in the photosphere. There may be a partial mixing in 4 Lac that causes the surface abundance variations in CNO during the evolution of the star, and the star evolved to red giant branch from main sequence, then returned to the blue supergiants region. The T", log g and L,Te values put the star on the theoretical evolutionary path of a 12M0 star. The necessary time to come this point of4Lac is 16x10s year in agreement with that of Lac OBI associations. 4 Lac may be a member of LAC OBI. In the atmosphere of v Cep the carbon and nitrogen are almost solar (+0.08 dex). These values belonging to carbon and nitrogen do not illustrate the fact that the material which is formed as a result of the chemical reactions in the core of the star iş not carried to the surface by process of the mixing which is called the first dredge-up. v Cep evolved to blue supergiant region from main sequence without the mixing during the evolution of the star. The Te, log g and L,TC values put the star on the theoretical evolutionary path of a 2OM0 star. The age of v Cep determined in this study (8xl06 year) is agreement with the age of Cep OB2 association. This study shows that the abundances of the light elements are solar or overabundant, that the abundances of the iron peak and heavy elements are solar or underabundant for 4 Lac and v Cep. 2003, 154 pages KEY WORDS: 4 Lac, v Cep, early type supergiants, atmospheric parameters, rotational velocity, turbulence velocity, evolution of early type supergiants.