This document summarizes a study of asymmetries in the spectral lines of evolved halo stars. The key findings are:
1) Metal-poor stars hotter than 4100 K showed C-shaped line bisectors similar to solar-metallicity stars below the granulation boundary.
2) Metal-poor stars cooler than 4100 K, or higher up the red giant branch, showed reversed C-shaped bisectors similar to solar stars above the granulation boundary and previous observations of Betelgeuse.
3) Both the radial velocity jitter observed in high-luminosity stars and their reversed C-shaped bisectors vary together up the red giant branch, likely signatures of large convection cells.
Quase 900 galáxias próximas, porém escondidas, têm sido estudadas por uma equipe internacional de astrônomos, levando uma nova luz sobre o entendimento do Grande Atrator - uma concentração difusa de massa a 250 milhões de anos-luz de distância, que está puxando a nossa Via Láctea, e milhares de outras galáxias em sua direção.
Usando o Multibeam Receiver, instalado no rádio telescópio Parkes de 64 m, pertencente à instituição CSIRO na Austrália, a equipe foi capaz de ver através das estrelas e da poeira da nossa galáxia, vasculhando assim uma região inexplorada do espaço, conhecida pelos astrônomos como Zone of Avoidance (Zona de Anulação).
“Nós descobrimos 883 galáxias, um terço das quais nunca tinham sido vistas anteriormente”, disse o Professor Lister Staveley-Smith, membro da equipe, do ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics, e da University of Western Australia, um dos nós do International Centre for Radio Astronomy Research.
A nearby yoiung_m_dwarf_with_wide_possibly_planetary_m_ass_companionSérgio Sacani
O objeto de massa planetária J2126, anteriormente pensado como sendo um planeta solitário, orbita sua estrela mãe na maior órbita já descoberta até agora no universo, de acordo com uma equipe de astrônomos liderada pelo Dr. Niall Deacon, da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido.
O J2126, cujo nome completo é 2MASS J21265040-8140293, tem cerca de 13 vezes a massa de Júpiter.
Sua órbita é de aproximadamente 6900 Unidades Astronômicas de distância da sua estrela, a TYC 9486-927-1, uma estrela ativa, de rotação rápida e classificada como sendo do tipo Anã-M.
Essa é uma órbita 6900 vezes maior que a distância da Terra ao Sol, ou seja, aproximadamente 1 trilhão de quilômetros. Nessa sua órbita, o planeta leva 900000 anos para completar uma volta ao redor da sua estrela.
Todo mundo sabe que os raios produzidos pela Estrela da Morte em Guerra nas Estrelas não pode existir na vida real, porém no universo existem fenômenos que as vezes conseguem superar até a mais surpreendente ficção.
A galáxia Pictor A, é um desses objetos que possuem fenômenos tão espetaculares quanto aqueles exibidos no cinema. Essa galáxia localiza-se a cerca de 500 milhões de anos-luz da Terra e possui um buraco negro supermassivo no seu centro. Uma grande quantidade de energia gravitacional é lançada, à medida que o material cai em direção ao horizonte de eventos, o ponto sem volta ao redor do buraco negro. Essa energia produz um enorme jato de partículas que viajam a uma velocidade próxima da velocidade da luz no espaço intergaláctico, chamado de jato relativístico.
Para obter imagens desse jato, os cientistas usaram o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA várias vezes durante 15 anos. Os dados do Chandra, apresentados em azul nas imagens, foram combinados com os dados obtidos em ondas de rádio a partir do Australia Telescope Compact Array, e são aparesentados em vermelho nas imagens.
Uma grande equipe de astrônomos registrou uma supernova extremamente luminosa numa galáxia massiva a cerca de 3.82 bilhões de anos-luz de distância.
A explosão recém-descoberta, denominada de ASASSN-15Ih, pertence à classe mais luminosa de supernovas, chamada de supernovas superluminosas.
"Ela parece ter originado numa grande galáxia, em contraste com a maioria das supernovas superluminosas, que normalmente se originam em galáxias anãs com formação de estrelas", disse o Dr. Subo Dong, do Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics e coautor do artigo publicado na revista Science que descreve a descoberta.
"Nós estimamos o raio efetivo para a galáxia de 7830 anos-luz e uma massa estelar de 200 bilhões de massas solares".
Também conhecida como SN 2015L, a ASASSN-15lh é aproximadamente 200 vezes mais poderosa do que uma típica explosão de supernova do Tipo Ia, cerca de 570 bilhões de vezes mais brilhante do que o nosso Sol, e vinte vezes mais brilhante do que todas as estrelas na nossa galáxia combinadas.
Quase 900 galáxias próximas, porém escondidas, têm sido estudadas por uma equipe internacional de astrônomos, levando uma nova luz sobre o entendimento do Grande Atrator - uma concentração difusa de massa a 250 milhões de anos-luz de distância, que está puxando a nossa Via Láctea, e milhares de outras galáxias em sua direção.
Usando o Multibeam Receiver, instalado no rádio telescópio Parkes de 64 m, pertencente à instituição CSIRO na Austrália, a equipe foi capaz de ver através das estrelas e da poeira da nossa galáxia, vasculhando assim uma região inexplorada do espaço, conhecida pelos astrônomos como Zone of Avoidance (Zona de Anulação).
“Nós descobrimos 883 galáxias, um terço das quais nunca tinham sido vistas anteriormente”, disse o Professor Lister Staveley-Smith, membro da equipe, do ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics, e da University of Western Australia, um dos nós do International Centre for Radio Astronomy Research.
A nearby yoiung_m_dwarf_with_wide_possibly_planetary_m_ass_companionSérgio Sacani
O objeto de massa planetária J2126, anteriormente pensado como sendo um planeta solitário, orbita sua estrela mãe na maior órbita já descoberta até agora no universo, de acordo com uma equipe de astrônomos liderada pelo Dr. Niall Deacon, da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido.
O J2126, cujo nome completo é 2MASS J21265040-8140293, tem cerca de 13 vezes a massa de Júpiter.
Sua órbita é de aproximadamente 6900 Unidades Astronômicas de distância da sua estrela, a TYC 9486-927-1, uma estrela ativa, de rotação rápida e classificada como sendo do tipo Anã-M.
Essa é uma órbita 6900 vezes maior que a distância da Terra ao Sol, ou seja, aproximadamente 1 trilhão de quilômetros. Nessa sua órbita, o planeta leva 900000 anos para completar uma volta ao redor da sua estrela.
Todo mundo sabe que os raios produzidos pela Estrela da Morte em Guerra nas Estrelas não pode existir na vida real, porém no universo existem fenômenos que as vezes conseguem superar até a mais surpreendente ficção.
A galáxia Pictor A, é um desses objetos que possuem fenômenos tão espetaculares quanto aqueles exibidos no cinema. Essa galáxia localiza-se a cerca de 500 milhões de anos-luz da Terra e possui um buraco negro supermassivo no seu centro. Uma grande quantidade de energia gravitacional é lançada, à medida que o material cai em direção ao horizonte de eventos, o ponto sem volta ao redor do buraco negro. Essa energia produz um enorme jato de partículas que viajam a uma velocidade próxima da velocidade da luz no espaço intergaláctico, chamado de jato relativístico.
Para obter imagens desse jato, os cientistas usaram o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA várias vezes durante 15 anos. Os dados do Chandra, apresentados em azul nas imagens, foram combinados com os dados obtidos em ondas de rádio a partir do Australia Telescope Compact Array, e são aparesentados em vermelho nas imagens.
Uma grande equipe de astrônomos registrou uma supernova extremamente luminosa numa galáxia massiva a cerca de 3.82 bilhões de anos-luz de distância.
A explosão recém-descoberta, denominada de ASASSN-15Ih, pertence à classe mais luminosa de supernovas, chamada de supernovas superluminosas.
"Ela parece ter originado numa grande galáxia, em contraste com a maioria das supernovas superluminosas, que normalmente se originam em galáxias anãs com formação de estrelas", disse o Dr. Subo Dong, do Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics e coautor do artigo publicado na revista Science que descreve a descoberta.
"Nós estimamos o raio efetivo para a galáxia de 7830 anos-luz e uma massa estelar de 200 bilhões de massas solares".
Também conhecida como SN 2015L, a ASASSN-15lh é aproximadamente 200 vezes mais poderosa do que uma típica explosão de supernova do Tipo Ia, cerca de 570 bilhões de vezes mais brilhante do que o nosso Sol, e vinte vezes mais brilhante do que todas as estrelas na nossa galáxia combinadas.
We present spectroscopic observations of the nearby dwarf galaxy AGC 198691. This object is part
of the Survey of H I in Extremely Low-Mass Dwarfs (SHIELD) project, which is a multi-wavelength
study of galaxies with H I masses in the range of 106-107:2 M discovered by the ALFALFA survey.
We have obtained spectra of the lone H II region in AGC 198691 with the new high-throughput
KPNO Ohio State Multi-Object Spectrograph (KOSMOS) on the Mayall 4-m as well as with the Blue
Channel spectrograph on the MMT 6.5-m telescope. These observations enable the measurement of the
temperature-sensitive [O III]4363 line and hence the determination of a \direct" oxygen abundance
for AGC 198691. We nd this system to be an extremely metal-decient (XMD) system with an
oxygen abundance of 12+log(O/H) = 7.02 0.03, making AGC 198691 the lowest-abundance starforming
galaxy known in the local universe. Two of the ve lowest-abundance galaxies known have
been discovered by the ALFALFA blind H I survey; this high yield of XMD galaxies represents a
paradigm shift in the search for extremely metal-poor galaxies.
A estrela KIC 8462852 voltou a ser comentada na mídia astronômica essa semana, e vamos entender porque. Mas antes uma pequena recordação.
Provavelmente, você já ouviu falar da estrela KIC 8462852, que recebeu o nome carinhoso de Estrela de Tabby, em homenagem a Tabetha Boyajian que liderou a equipe que descobriu o seu estranho comportamento. Essa foi a estrela que chamou muito a atenção da imprensa no final do último ano. Os astrônomos utilizaram observações feitas com o Kepler e mediram as variações no brilho da estrela. Algumas dessas variações eram significativas, com uma queda de brilho de cerca de 20%.
Isso é muito. Não poderia ser um planeta passando em frente a estrela, pois as quedas dos brilhos também não eram periódicas, e a quantidade de luz bloqueada era diferente a cada vez. Além disso, até um planeta do tamanho de Júpiter, bloqueia menos de 1% da luz da estrela.
No artigo original, Boyajian e sua equipe discutiu uma série de hipóteses e possíveis cenários que poderiam causar a queda de brilho, eliminando algumas delas e levantando outras. Entre as hipóteses, aquela que ganhou uma força foi a de uma família de cometas passando na frente da estrela, com alguns deles colidindo entre si e gerando uma nuvem espessa que poderia bloquear a luz da estrela.
Probing the innermost_regions_of_agn_jets_and_their_magnetic_fields_with_radi...Sérgio Sacani
Desde 1974, observações feitas com o chamado Long Baseline Interferometry, ou VLBI, combinaram sinais de um objeto cósmico recebidos em diferentes rádio telescópios espalhados pelo globo para criar uma antena com o tamanho equivalente à maior separação entre elas. Isso fez com que fosse possível fazer imagens com uma nitidez sem precedentes, com uma resolução 1000 vezes melhor do que Hubble consegue na luz visível. Agora, uma equipe internacional de astrônomos quebrou todos os recordes combinando 15 rádio telescópios na Terra e a antena de rádio da missão RadioAstron, da agência espacial russa, na órbita da Terra. O trabalho, liderado pelo Instituto de Astrofísica de Andalucía, o IAA-CSIC, forneceu novas ideias sobre a natureza das galáxias ativas, onde um buraco negro extremamente massivo engole a matéria ao redor enquanto simultaneamente emite um par de jatos de partículas de alta energia e campos magnéticos a velocidades próximas da velocidade da luz.
Observações feitas no comprimento de onda das micro-ondas são essenciais para explorar esses jatos, já que os elétrons de alta energia se movendo em campos magnéticos são mais proficientes em produzir micro-ondas. Mas a maioria das galáxias ativas com jatos brilhantes estão a bilhões de anos-luz de distância da Terra, de modo que esses jatos são minúsculos no céu. Desse modo a alta resolução é essencial para observar esses jatos em ação e então revelar fenômenos como as ondas de choque e a turbulência que controla o quanto de luz é produzida num dado tempo. “Combinando pela primeira vez rádio telescópios na Terra com rádio telescópios no espaço, operando na máxima resolução, tem permitido que a nossa equipe crie uma antena que tem um tamanho equivalente a 8 vezes o diâmetro da Terra, correspondendo a 20 micro arcos de segundo”, disse José L; Gómez, o líder da equipe no Instituto de Astrofísica de Andalucía, IAA-CSIC.
Evidence for a_distant_giant_planet_in_the_solar_systemSérgio Sacani
A descoberta de um novo planeta, atualmente não é uma manchete que chama tanto assim a atenção das pessoas. Muito disso, graças ao Telescópio Espacial Kepler, que já descobriu quase 2000 exoplanetas e todo instante uma nova descoberta é anunciada, certo? Mais ou menos, a descoberta anunciada hoje, dia 20 de Janeiro de 2016, é um pouco diferente, pois não se trata de um exoplaneta, e sim de um novo planeta no Sistema Solar, e esse é um fato que intriga os astrônomos a muitos e muitos anos.
Porém, temos que ir com calma com esses anúncios. No artigo aceito para publicação no The Astronomical Journal (artigo no final do post), os autores, Mike Brown e Konstantin Batygin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, apresentaram o que eles dizem ser evidências circunstâncias fortes para a existência de um grande planeta ainda não descoberto, talvez, com uma massa 10 vezes a massa da Terra, orbitando os confins do nosso Sistema Solar, muito além da órbita de Plutão. Os cientistas inferiram sua presença, por meio de anomalias encontradas nas órbitas de seis objetos do chamado Cinturão de Kuiper.
O objeto, que os pesquisadores estão chamando de Planeta Nove, não chega muito perto do Sol, no ponto mais próximo da sua órbita ele fica a 30.5 bilhões de quilômetros, ou seja, cinco vezes a distância entre o Sol e Plutão. Apesar do seu grande tamanho, ele é muito apagado, e por isso ninguém até o momento conseguiu observá-lo.
Não existe ainda uma confirmação observacional da descoberta, mas as evidências são tão fortes que fizeram com que outros especialistas como Chad Trujilo do Observatório Gemini no Havaí e David Nesvorny, do Southwest Research Institute em Boulder no Colorado, ficassem impressionados e bem convencidos de que deve mesmo haver um grande planeta nas fronteiras da nossa vizinhança cósmica.
First discovery of_a_magnetic_field_in_a_main_sequence_delta_scuti_star_the_k...Sérgio Sacani
Coralie Neiner do Laboratory for Space Studies and Astrophysics Instrumentation, LESIA (CNRS/Observatoire de Paris/UPMC/Université Paris Diderot) e Patricia Lampens (Royual OIbservatory of Belgium), descobriram a primeira estrela magnética do tipo delta Scuti, através de observações espectropolarimétricas, realizadas com o telescópio CFHT. As estrelas do tipo delta Scuti, são estrelas pulsantes, sendo que algumas delas mostram assinaturas atribuídas para um segundo tipo de pulsação. A descoberta mostra que isso é na verdade a assinatura de um campo magnético. Essa descoberta tem importantes implicações para o entendimento do interior das estrelas.
Dois tipos de estrelas pulsantes existem entre as estrelas com massa entre 1.5 e 2.5 vezes a massa do Sol: as estrelas do tipo delta Scuti e as estrelas do tipo gamma Dor. A teoria nos diz que as estrelas com temperatura entre 6900 e 7400 graus Kelvin podem ter ambos os tipos de pulsação. Essas são então chamadas de estrelas híbridas. Contudo, o satélite Kepler da NASA tem detectado um grande número de estrelas híbridas com temperaturas maiores ou menores do que esse limite pensado anteriormente. A existência dessas estrelas híbridas com temperaturas maiores é algo muito controverso, já que desafia o nosso entendimento sobre as estrelas pulsantes do tipo delta Scuti e gamma Dor.
Stellar-like objects with effective temperatures of 2700K and below are referred to as
20 "ultracool dwarfs"1. This heterogeneous group includes both extremely low-mass stars
21 and brown dwarfs (substellar objects not massive enough to sustain hydrogen fusion),
22 and represents about 15% of the stellar-like objects in the vicinity of the Sun2. Based on
23 the small masses and sizes of their protoplanetary disks3,4, core-accretion theory for
24 ultracool dwarfs predicts a large, but heretofore undetected, population of close-in
25 terrestrial planets5, ranging from metal-rich Mercury-sized planets6 to more hospitable
26 volatile-rich Earth-sized planets7. Here we report the discovery of three short-period
27 Earth-sized planets transiting an ultracool dwarf star 12 parsecs away. The inner two
28 planets receive four and two times the irradiation of Earth, respectively, placing them
29 close to the inner edge of the habitable zone of the star8. Eleven orbits remain possible
30 for the third planet based on our data, the most likely resulting in an irradiation
31 significantly smaller than Earth's. The infrared brightness of the host star combined
32 with its Jupiter-like size offer the possibility of constraining the composition and
33 thoroughly characterizing the atmospheric properties of the components of this nearby
34 planetary system, notably to detect potential biosignatures.
Visible spectra of (474640) 2004 VN112–2013 RF98 with OSIRIS at the 10.4 m GT...Sérgio Sacani
The existence of significant anisotropies in the distributions of the directions of perihelia and
orbital poles of the known extreme trans-Neptunian objects (ETNOs) has been used to claim
that trans-Plutonian planets may exist. Among the known ETNOs, the pair (474640) 2004
VN112–2013 RF98 stands out. Their orbital poles and the directions of their perihelia and their
velocities at perihelion/aphelion are separated by a few degrees, but orbital similarity does
not necessarily imply common physical origin. In an attempt to unravel their physical nature,
visible spectroscopy of both targets was obtained using the OSIRIS camera-spectrograph at the
10.4 m Gran Telescopio Canarias (GTC). From the spectral analysis, we find that 474640–2013
RF98 have similar spectral slopes (12 versus 15 per cent/0.1 µm), very different from Sedna’s
but compatible with those of (148209) 2000 CR105 and 2012 VP113. These five ETNOs belong
to the group of seven linked to the Planet Nine hypothesis. A dynamical pathway consistent
with these findings is dissociation of a binary asteroid during a close encounter with a planet
and we confirm its plausibility using N-body simulations. We thus conclude that both the
dynamical and spectroscopic properties of 474640–2013 RF98 favour a genetic link and their
current orbits suggest that the pair was kicked by a perturber near aphelion
We present spectroscopic observations of the nearby dwarf galaxy AGC 198691. This object is part
of the Survey of H I in Extremely Low-Mass Dwarfs (SHIELD) project, which is a multi-wavelength
study of galaxies with H I masses in the range of 106-107:2 M discovered by the ALFALFA survey.
We have obtained spectra of the lone H II region in AGC 198691 with the new high-throughput
KPNO Ohio State Multi-Object Spectrograph (KOSMOS) on the Mayall 4-m as well as with the Blue
Channel spectrograph on the MMT 6.5-m telescope. These observations enable the measurement of the
temperature-sensitive [O III]4363 line and hence the determination of a \direct" oxygen abundance
for AGC 198691. We nd this system to be an extremely metal-decient (XMD) system with an
oxygen abundance of 12+log(O/H) = 7.02 0.03, making AGC 198691 the lowest-abundance starforming
galaxy known in the local universe. Two of the ve lowest-abundance galaxies known have
been discovered by the ALFALFA blind H I survey; this high yield of XMD galaxies represents a
paradigm shift in the search for extremely metal-poor galaxies.
A estrela KIC 8462852 voltou a ser comentada na mídia astronômica essa semana, e vamos entender porque. Mas antes uma pequena recordação.
Provavelmente, você já ouviu falar da estrela KIC 8462852, que recebeu o nome carinhoso de Estrela de Tabby, em homenagem a Tabetha Boyajian que liderou a equipe que descobriu o seu estranho comportamento. Essa foi a estrela que chamou muito a atenção da imprensa no final do último ano. Os astrônomos utilizaram observações feitas com o Kepler e mediram as variações no brilho da estrela. Algumas dessas variações eram significativas, com uma queda de brilho de cerca de 20%.
Isso é muito. Não poderia ser um planeta passando em frente a estrela, pois as quedas dos brilhos também não eram periódicas, e a quantidade de luz bloqueada era diferente a cada vez. Além disso, até um planeta do tamanho de Júpiter, bloqueia menos de 1% da luz da estrela.
No artigo original, Boyajian e sua equipe discutiu uma série de hipóteses e possíveis cenários que poderiam causar a queda de brilho, eliminando algumas delas e levantando outras. Entre as hipóteses, aquela que ganhou uma força foi a de uma família de cometas passando na frente da estrela, com alguns deles colidindo entre si e gerando uma nuvem espessa que poderia bloquear a luz da estrela.
Probing the innermost_regions_of_agn_jets_and_their_magnetic_fields_with_radi...Sérgio Sacani
Desde 1974, observações feitas com o chamado Long Baseline Interferometry, ou VLBI, combinaram sinais de um objeto cósmico recebidos em diferentes rádio telescópios espalhados pelo globo para criar uma antena com o tamanho equivalente à maior separação entre elas. Isso fez com que fosse possível fazer imagens com uma nitidez sem precedentes, com uma resolução 1000 vezes melhor do que Hubble consegue na luz visível. Agora, uma equipe internacional de astrônomos quebrou todos os recordes combinando 15 rádio telescópios na Terra e a antena de rádio da missão RadioAstron, da agência espacial russa, na órbita da Terra. O trabalho, liderado pelo Instituto de Astrofísica de Andalucía, o IAA-CSIC, forneceu novas ideias sobre a natureza das galáxias ativas, onde um buraco negro extremamente massivo engole a matéria ao redor enquanto simultaneamente emite um par de jatos de partículas de alta energia e campos magnéticos a velocidades próximas da velocidade da luz.
Observações feitas no comprimento de onda das micro-ondas são essenciais para explorar esses jatos, já que os elétrons de alta energia se movendo em campos magnéticos são mais proficientes em produzir micro-ondas. Mas a maioria das galáxias ativas com jatos brilhantes estão a bilhões de anos-luz de distância da Terra, de modo que esses jatos são minúsculos no céu. Desse modo a alta resolução é essencial para observar esses jatos em ação e então revelar fenômenos como as ondas de choque e a turbulência que controla o quanto de luz é produzida num dado tempo. “Combinando pela primeira vez rádio telescópios na Terra com rádio telescópios no espaço, operando na máxima resolução, tem permitido que a nossa equipe crie uma antena que tem um tamanho equivalente a 8 vezes o diâmetro da Terra, correspondendo a 20 micro arcos de segundo”, disse José L; Gómez, o líder da equipe no Instituto de Astrofísica de Andalucía, IAA-CSIC.
Evidence for a_distant_giant_planet_in_the_solar_systemSérgio Sacani
A descoberta de um novo planeta, atualmente não é uma manchete que chama tanto assim a atenção das pessoas. Muito disso, graças ao Telescópio Espacial Kepler, que já descobriu quase 2000 exoplanetas e todo instante uma nova descoberta é anunciada, certo? Mais ou menos, a descoberta anunciada hoje, dia 20 de Janeiro de 2016, é um pouco diferente, pois não se trata de um exoplaneta, e sim de um novo planeta no Sistema Solar, e esse é um fato que intriga os astrônomos a muitos e muitos anos.
Porém, temos que ir com calma com esses anúncios. No artigo aceito para publicação no The Astronomical Journal (artigo no final do post), os autores, Mike Brown e Konstantin Batygin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, apresentaram o que eles dizem ser evidências circunstâncias fortes para a existência de um grande planeta ainda não descoberto, talvez, com uma massa 10 vezes a massa da Terra, orbitando os confins do nosso Sistema Solar, muito além da órbita de Plutão. Os cientistas inferiram sua presença, por meio de anomalias encontradas nas órbitas de seis objetos do chamado Cinturão de Kuiper.
O objeto, que os pesquisadores estão chamando de Planeta Nove, não chega muito perto do Sol, no ponto mais próximo da sua órbita ele fica a 30.5 bilhões de quilômetros, ou seja, cinco vezes a distância entre o Sol e Plutão. Apesar do seu grande tamanho, ele é muito apagado, e por isso ninguém até o momento conseguiu observá-lo.
Não existe ainda uma confirmação observacional da descoberta, mas as evidências são tão fortes que fizeram com que outros especialistas como Chad Trujilo do Observatório Gemini no Havaí e David Nesvorny, do Southwest Research Institute em Boulder no Colorado, ficassem impressionados e bem convencidos de que deve mesmo haver um grande planeta nas fronteiras da nossa vizinhança cósmica.
First discovery of_a_magnetic_field_in_a_main_sequence_delta_scuti_star_the_k...Sérgio Sacani
Coralie Neiner do Laboratory for Space Studies and Astrophysics Instrumentation, LESIA (CNRS/Observatoire de Paris/UPMC/Université Paris Diderot) e Patricia Lampens (Royual OIbservatory of Belgium), descobriram a primeira estrela magnética do tipo delta Scuti, através de observações espectropolarimétricas, realizadas com o telescópio CFHT. As estrelas do tipo delta Scuti, são estrelas pulsantes, sendo que algumas delas mostram assinaturas atribuídas para um segundo tipo de pulsação. A descoberta mostra que isso é na verdade a assinatura de um campo magnético. Essa descoberta tem importantes implicações para o entendimento do interior das estrelas.
Dois tipos de estrelas pulsantes existem entre as estrelas com massa entre 1.5 e 2.5 vezes a massa do Sol: as estrelas do tipo delta Scuti e as estrelas do tipo gamma Dor. A teoria nos diz que as estrelas com temperatura entre 6900 e 7400 graus Kelvin podem ter ambos os tipos de pulsação. Essas são então chamadas de estrelas híbridas. Contudo, o satélite Kepler da NASA tem detectado um grande número de estrelas híbridas com temperaturas maiores ou menores do que esse limite pensado anteriormente. A existência dessas estrelas híbridas com temperaturas maiores é algo muito controverso, já que desafia o nosso entendimento sobre as estrelas pulsantes do tipo delta Scuti e gamma Dor.
Stellar-like objects with effective temperatures of 2700K and below are referred to as
20 "ultracool dwarfs"1. This heterogeneous group includes both extremely low-mass stars
21 and brown dwarfs (substellar objects not massive enough to sustain hydrogen fusion),
22 and represents about 15% of the stellar-like objects in the vicinity of the Sun2. Based on
23 the small masses and sizes of their protoplanetary disks3,4, core-accretion theory for
24 ultracool dwarfs predicts a large, but heretofore undetected, population of close-in
25 terrestrial planets5, ranging from metal-rich Mercury-sized planets6 to more hospitable
26 volatile-rich Earth-sized planets7. Here we report the discovery of three short-period
27 Earth-sized planets transiting an ultracool dwarf star 12 parsecs away. The inner two
28 planets receive four and two times the irradiation of Earth, respectively, placing them
29 close to the inner edge of the habitable zone of the star8. Eleven orbits remain possible
30 for the third planet based on our data, the most likely resulting in an irradiation
31 significantly smaller than Earth's. The infrared brightness of the host star combined
32 with its Jupiter-like size offer the possibility of constraining the composition and
33 thoroughly characterizing the atmospheric properties of the components of this nearby
34 planetary system, notably to detect potential biosignatures.
Visible spectra of (474640) 2004 VN112–2013 RF98 with OSIRIS at the 10.4 m GT...Sérgio Sacani
The existence of significant anisotropies in the distributions of the directions of perihelia and
orbital poles of the known extreme trans-Neptunian objects (ETNOs) has been used to claim
that trans-Plutonian planets may exist. Among the known ETNOs, the pair (474640) 2004
VN112–2013 RF98 stands out. Their orbital poles and the directions of their perihelia and their
velocities at perihelion/aphelion are separated by a few degrees, but orbital similarity does
not necessarily imply common physical origin. In an attempt to unravel their physical nature,
visible spectroscopy of both targets was obtained using the OSIRIS camera-spectrograph at the
10.4 m Gran Telescopio Canarias (GTC). From the spectral analysis, we find that 474640–2013
RF98 have similar spectral slopes (12 versus 15 per cent/0.1 µm), very different from Sedna’s
but compatible with those of (148209) 2000 CR105 and 2012 VP113. These five ETNOs belong
to the group of seven linked to the Planet Nine hypothesis. A dynamical pathway consistent
with these findings is dissociation of a binary asteroid during a close encounter with a planet
and we confirm its plausibility using N-body simulations. We thus conclude that both the
dynamical and spectroscopic properties of 474640–2013 RF98 favour a genetic link and their
current orbits suggest that the pair was kicked by a perturber near aphelion
Research on mobile learning has given much attention to (a) the affordances of mobility that mobile devices offer, and (b) how these devices are used in classroom learning. Less attention has been paid to how students/learners perceive and use mobile devices. This exploratory study focuses on developing an understanding of how undergraduate learners’ interpret learning using their smartphones, in particular learning that is not initiated by a teacher. The study used a qualitative grounded-theory approach to analyze data collected from 28 undergraduate learners in an introductory educational psychology course. Analysis of the data suggests that the learners’ perception of the phenomenon of learning with smartphones appears to have three properties: What is learned, why, and when. Each property can be further characterized along one or two dimensions. We see this study as being a first step towards identifying the nature of learning using mobile devices and its varying dimensions.
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EXTINCTION AND THE DIMMING OF KIC 8462852Sérgio Sacani
To test alternative hypotheses for the behavior of KIC 8462852, we obtained measurements of the star
over a wide wavelength range from the UV to the mid-infrared from October 2015 through December
2016, using Swift, Spitzer and at AstroLAB IRIS. The star faded in a manner similar to the longterm
fading seen in Kepler data about 1400 days previously. The dimming rate for the entire period
reported is 22.1 ± 9.7 milli-mag yr−1
in the Swift wavebands, with amounts of 21.0 ± 4.5 mmag in
the groundbased B measurements, 14.0 ± 4.5 mmag in V , and 13.0 ± 4.5 in R, and a rate of 5.0 ± 1.2
mmag yr−1 averaged over the two warm Spitzer bands. Although the dimming is small, it is seen at
& 3 σ by three different observatories operating from the UV to the IR. The presence of long-term
secular dimming means that previous SED models of the star based on photometric measurements
taken years apart may not be accurate. We find that stellar models with Tef f = 7000 - 7100 K and
AV ∼ 0.73 best fit the Swift data from UV to optical. These models also show no excess in the
near-simultaneous Spitzer photometry at 3.6 and 4.5 µm, although a longer wavelength excess from
a substantial debris disk is still possible (e.g., as around Fomalhaut). The wavelength dependence of
the fading favors a relatively neutral color (i.e., RV & 5, but not flat across all the bands) compared
with the extinction law for the general ISM (RV = 3.1), suggesting that the dimming arises from
circumstellar material
Is Betelgeuse Really Rotating? Synthetic ALMA Observations of Large-scale Con...Sérgio Sacani
The evolved stages of massive stars are poorly understood, but invaluable constraints can be derived from spatially resolved observations of nearby red supergiants, such as Betelgeuse. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observations of Betelgeuse showing a dipolar velocity field have been interpreted as evidence for a projected rotation rate of about 5 km s−1. This is 2 orders of magnitude larger than predicted by single-star evolution, which led to suggestions that Betelgeuse is a binary merger. We propose instead that large-scale convective motions can mimic rotation, especially if they are only partially resolved. We support this claim with 3D CO5BOLDsimulations of nonrotating red supergiants that we postprocessed to predict ALMA images and SiO spectra. We show that our synthetic radial velocity maps have a 90% chance of being falsely interpreted as evidence for a projected rotation rate of 2 km s−1 or larger for our fiducial simulation. We conclude that we need at least another ALMA observation to firmly establish whether Betelgeuse is indeed rapidly rotating. Such observations would also provide insight into the role of angular momentum and binary interaction in the late evolutionary stages. The data will further probe the structure and complex physical processes in the atmospheres of red supergiants, which are immediate progenitors of supernovae and are believed to be essential in the formation of gravitational-wave sources.
Detection of solar_like_oscillations_in_relies_of_the_milk_way_asteroseismolo...Sérgio Sacani
Asteroseismic constraints on K giants make it possible to infer radii, masses and ages of tens
of thousands of field stars. Tests against independent estimates of these properties are however
scarce, especially in the metal-poor regime. Here, we report the detection of solar-like
oscillations in 8 stars belonging to the red-giant branch and red-horizontal branch of the globular
cluster M4. The detections were made in photometric observations from the K2 Mission
during its Campaign 2. Making use of independent constraints on the distance, we estimate
masses of the 8 stars by utilising different combinations of seismic and non-seismic inputs.
When introducing a correction to the Δν scaling relation as suggested by stellar models, for
RGB stars we find excellent agreement with the expected masses from isochrone fitting, and
with a distance modulus derived using independent methods. The offset with respect to independent
masses is lower, or comparable with, the uncertainties on the average RGB mass
(4 − 10%, depending on the combination of constraints used). Our results lend confidence to
asteroseismic masses in the metal poor regime. We note that a larger sample will be needed
to allow more stringent tests to be made of systematic uncertainties in all the observables
(both seismic and non-seismic), and to explore the properties of RHB stars, and of different
populations in the cluster.
Evidence for reflected_lightfrom_the_most_eccentric_exoplanet_knownSérgio Sacani
Planets in highly eccentric orbits form a class of objects not seen within our Solar System. The most extreme case known amongst these objects is the planet orbiting HD 20782, with an orbital period of 597 days and an eccentricity of 0.96. Here we present new data and analysis for this system as part of the Transit Ephemeris Refinement and Monitoring Survey (TERMS). We obtained CHIRON spectra to perform an independent estimation of the fundamental stellar parameters. New radial velocities from AAT and PARAS observations during periastron passage greatly improve our knowledge of the eccentric nature of the orbit. The combined analysis of our Keplerian orbital and Hipparcos astrometry show that the inclination of the planetary orbit is > 1.22◦, ruling out stellar masses for the companion. Our long-term robotic photometry show that the star is extremely stable over long timescales. Photometric monitoring of the star during predicted transit and periastron times using MOST rule out a transit of the planet and reveal evidence of phase variations during periastron. These possible photometric phase variations may be caused by reflected light from the planet’s atmosphere and the dramatic change in star–planet separation surrounding the periastron passage.
Uma espetacular colisão de galáxias foi descoberta além da Via Láctea. O sistema mais próximo já descoberto, a identificação foi anunciada por uma equipe de astrônomos liderada pelo Professor Quentin Parker da Universidade de Hong Kong e pelo Professor Albert Zijlstra na Universidade de Manchester.
A galáxia está a 30 milhões de anos-luz de distância, o que significa que ela é relativamente próxima. Ela foi chamada de Roda de Kathryn, em homenagem à sua semelhança com o famoso fogo de artifício e também em homenagem à esposa do coautor do trabalho.
Esses sistemas são muito raros e nascem da colisão entre duas galáxias de tamanhos similares. As ondas de choque geradas na colisão comprimem o reservatório de gás em cada galáxia e disparam a formação de novas estrelas. Isso cria um espetacular anel de intensa emissão, e ilumina o sistema, do mesmo modo que a Roda Catherine ilumina a noite num show de fogos de artifício.
As galáxias crescem através de colisões, mas é raro registrar esse processo acontecendo, e é extremamente raro ver o anel da colisão em progresso. Pouco mais de 20 sistemas com anéis completos são conhecidos.
An unusual white dwarf star may be a surviving remnant of a subluminous Type ...Sérgio Sacani
Subluminous Type Ia supernovae, such as the Type Iax–class prototype SN 2002cx, are
described by a variety of models such as the failed detonation and partial deflagration
of an accreting carbon-oxygen white dwarf star or the explosion of an accreting, hybrid
carbon-oxygen-neon core. These models predict that bound remnants survive such
events with, according to some simulations, a high kick velocity.We report the discovery
of a high proper motion, low-mass white dwarf (LP 40-365) that travels at a velocity
greater than the Galactic escape velocity and whose peculiar atmosphere is dominated
by intermediate-mass elements. Strong evidence indicates that this partially burnt
remnant was ejected following a subluminous Type Ia supernova event. This supports the
viability of single-degenerate supernova progenitors.
The abundance of_x_shaped_radio_sources_vla_survey_of_52_sources_with_off_axi...Sérgio Sacani
Devem existir menos buracos negros supermassivos binários nos núcleos das galáxias do que se pensava anteriormente, disse uma equipe de cientistas da Universidade de Brandeis em Waltaham, Massachussets, e do Instituto de Pesquisa Raman em Bangalore, na Índia.
A maior parte das galáxias massivas no universo devem abrigar no mínimo um buraco negro supermassivo em seus núcleos.
Quando duas galáxias colidem, seus buracos negros se juntam, formando uma dança colossal que resulta numa combinação de par. Esse processo é a mais intensa fonte de ondas gravitacionais no universo, que ainda precisam ser diretamente detectadas.
“As ondas gravitacionais representam a próxima fronteira da astrofísica, e sua detecção levará a novas ideias sobre o universo. É importante se ter a maior quantidade de informação possível sobre as fontes dessas ondas”, disse o Dr. David Roberts, um membro da equipe da Universidade de Brandeis.
We present the 2020 version of the Siena Galaxy Atlas (SGA-2020), a multiwavelength optical and infrared
imaging atlas of 383,620 nearby galaxies. The SGA-2020 uses optical grz imaging over ≈20,000 deg2 from the
Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Legacy Imaging Surveys Data Release 9 and infrared imaging in
four bands (spanning 3.4–22 μm) from the 6 year unWISE coadds; it is more than 95% complete for galaxies larger
than R(26) ≈ 25″ and r < 18 measured at the 26 mag arcsec−2 isophote in the r band. The atlas delivers precise
coordinates, multiwavelength mosaics, azimuthally averaged optical surface-brightness profiles, model images and
photometry, and additional ancillary metadata for the full sample. Coupled with existing and forthcoming optical
spectroscopy from the DESI, the SGA-2020 will facilitate new detailed studies of the star formation and mass
assembly histories of nearby galaxies; enable precise measurements of the local velocity field via the Tully–Fisher
and fundamental plane relations; serve as a reference sample of lasting legacy value for time-domain and
multimessenger astronomical events; and more.
Uma equipe de astrofísicos usando o Observatório W. M. Keck no Havaí mediu com sucesso a galáxia mais distante já registrada e o mais interessante, capturou sua emissão de hidrogênio vista quando o universo tinha menos de 600 milhões de anos de vida. Adicionalmente, o método pelo qual a galáxia EGSY8p7 foi detectada dá uma ideia importante sobre como as primeiras estrelas no universo se acenderam depois do Big Bang.
Usando o poderoso espectrógrafo infravermelho do Observatório Keck, chamado MOSFIRE, a equipe datou a galáxia detectando sua linha de emissão Lyman-alpha – uma assinatura do gás hidrogênio quente, aquecido pela forte emissão ultravioleta de estrelas recém-nascidas. Embora, frequentemente seja possível detectar essa assinatura em galáxias próximas da Terra, a detecção da emissão Lyman-alpha nessas grandes distâncias é inesperada, já que ela é facilmente absorvida pelos numerosos átomos de hidrogênio que acredita-se existam no espaço entre as galáxias no nascer do universo. O resultado dá uma nova ideia sobre a reionização cósmica, o processo pelo qual nuvens escuras de hidrogênio foram partidas em seus prótons constituintes e elétrons pelas primeiras gerações de galáxias.
“Nós frequentemente observamos a linha de emissão Lyman-alpha do hidrogênio em objetos próximos já que eles são um dos traçadores mais confiáveis da formação de estrelas”, disse o astrônomo Adi Zitrin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, o Caltech, principal autor do estudo. “Contudo, à medida que penetramos mais fundo no universo, e então voltamos a tempos remotos, o espaço entre as galáxias continha um grande número de nuvens escuras de hidrogênio que absorviam esse sinal”.
An Earth-sized exoplanet with a Mercury-like compositionSérgio Sacani
Earth, Venus, Mars and some extrasolar terrestrial planets1
have a mass and radius that is consistent with a mass fraction
of about 30% metallic core and 70% silicate mantle2
. At the
inner frontier of the Solar System, Mercury has a completely
different composition, with a mass fraction of about 70%
metallic core and 30% silicate mantle3
. Several formation or
evolution scenarios are proposed to explain this metal-rich
composition, such as a giant impact4, mantle evaporation5
or the depletion of silicate at the inner edge of the protoplanetary
disk6. These scenarios are still strongly debated.
Here, we report the discovery of a multiple transiting planetary
system (K2-229) in which the inner planet has a radius
of 1.165 ± 0.066 Earth radii and a mass of 2.59 ± 0.43 Earth
masses. This Earth-sized planet thus has a core-mass fraction
that is compatible with that of Mercury, although it was
expected to be similar to that of Earth based on host-star
chemistry7
. This larger Mercury analogue either formed with
a very peculiar composition or has evolved, for example, by
losing part of its mantle. Further characterization of Mercurylike
exoplanets such as K2-229 b will help to put the detailed
in situ observations of Mercury (with MESSENGER and
BepiColombo8) into the global context of the formation and
evolution of solar and extrasolar terrestrial planets.
Similar to 08 gray asymmetries in the spectral ines of evolved halo stars (20)
08 gray asymmetries in the spectral ines of evolved halo stars
1. The Astronomical Journal, 135:2033–2037, 2008 June doi:10.1088/0004-6256/135/6/2033
c 2008. The American Astronomical Society. All rights reserved. Printed in the U.S.A.
ASYMMETRIES IN THE SPECTRAL LINES OF EVOLVED HALO STARS∗
David F. Gray1
, Bruce W. Carney2
, and David Yong3
1 Department of Physics & Astronomy, University of Western Ontario, London, ON N6A 3K7, Canada; dfgray@uwo.ca
2 Department of Physics & Astronomy, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599-3255, USA; bruce@unc.edu
3 Mount Stromlo Observatory, Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Cotter Road, Weston Creek, ACT 2611, Australia;
yong@mso.anu.edu.au
Received 2007 December 15; accepted 2008 March 10; published 2008 April 24
ABSTRACT
We do an initial reconnaissance of asymmetries of spectral lines in metal-poor field stars using high-resolution
observations of four red horizontal-branch and 11 red giant branch stars taken with the coude spectrograph at
the Canada–France–Hawaii Telescope. We find that (1) the shapes of the line bisectors for metal-poor stars
hotter than 4100 K mimic the well-known C shape of bisectors for solar-metallicity stars on the cool side of the
granulation boundary while (2) metal-poor stars cooler than 4100 K, or higher up the red giant branch than MV
= −1.5, show bisectors with a reversed-C shape, similar to those for solar-metallicity stars on the hot side of the
granulation boundary and similar to the reversed-C shape found in a previous study for the M-type supergiant
Betelgeuse. The well-documented radial-velocity jitter of high-luminosity stars and the line bisector characteristics
vary in concert up the red giant branch; both phenomena are probably signatures of large convection cells.
Key words: convection – stars: oscillations – stars: variables: other – supergiants – techniques: spectroscopic
Online-only material: color figures
1. THE CONTEXT
In a bid to understand the line broadening of halo
stars, Carney et al. (2008a) obtained high-resolution spectra,
λ/∆λ ∼ 120,000, with a moderately high signal-to-noise ra-
tio (S/N), ∼200, for a sample of seven red horizontal-branch
stars and 12 red giant branch stars to which they applied a full
Fourier analysis for rotation and macroturbulence. The contri-
bution to line broadening by macroturbulence was found to be
strong and similar to Population I stars. Rotation was measur-
able, although for the highest luminosity stars (MV < 1.5), the
apparent projected rotation rates, v sin i, were a small fraction
of the broadening and therefore might actually arise from other
mechanisms, possibly pulsation or shock waves, for example.
In earlier publications and with much larger numbers of stars,
radial-velocity jitter, i.e., noise-like fluctuations up to several
km s−1
, was documented but not satisfactorily explained
(Carney et al. 2003, 2008b).
One of the limitations of the halo-star data in Carney et al.
(2008a) is the sparse-to-non-existent time coverage. These stars
are faint and limited telescope time was available, so often
only one exposure was taken. In a completely independent
study (Gray 2008), line profiles from hundreds of exposures
of the Population I supergiant Betelgeuse (HR 2061, M2 Iab,
MV ∼ −5) were analyzed. The radial velocity variations of
Betelgeuse have amplitudes and time variations similar to the
jitter observed in many stars near the top of the red giant branch.
The collective Betelgeuse evidence strongly suggests that the
motions of large convection cells and oscillations they induce is
the cause of radial-velocity jitter.
Another characteristic of Betelgeuse is the predominance
of the reversed-C shape of the spectral-line bisectors. (The
bisectors are variable.) Asymmetries impressed on spectral lines
by Doppler-shift distributions in stellar photospheres are well
∗ Based on observations obtained at the Canada–France–Hawaii Telescope
(CFHT) which is operated by the National Research Council of Canada, the
Institut National des Sciences de l’Univers of the Centre National de la
Recherche Scientifique de France, and the University of Hawaii.
documented for the Sun and other Population I stars (e.g.,
Beckers 1981; Livingston 1982; Dravins et al. 1981; Brandt &
Solanki 1990; Gray 1980, 1982, 2005a). The asymmetries are
generally specified using the bisector of the spectral line, and the
observed bisectors fall into two broad morphological categories:
C shaped and reversed-C shaped. In earlier investigations, the
two types were found to be segregated in the H–R diagram.
Those with the C shape are on the cool side of the granulation
boundary that runs almost vertically from about F0 on the main
sequence to G0 for supergiants (Gray & Nagel 1989; Gray
2005a) and includes the Sun, while those with reversed-C shapes
lie on the hot side of the boundary.
The C shape of the bisectors of cool stars actually shows
considerable variation with effective temperature and luminosity
(Gray 2005a, 2005b). It is generally accepted that the main
process producing the C shape is the Doppler-shift distribution
of granulation, which in turn depends on the strength of the
convective velocity fields, the amount of overshoot through
the photosphere, and the brightness contrast between hot rising
material and cool falling material. Other velocity fields, such as
non-radial oscillations, contribute to the broadening of spectral
lines, but probably not to their asymmetries. Hydrodynamical
models have been remarkably successful in reproducing the
observed asymmetries in solar lines (Asplund et al. 2000).
On the other hand, the physical cause of reversed-C-shaped
bisectors is not known and very few studies have been made.
The reversed-C shape for Betelgeuse opens another window
into velocity fields, being the first case to be found on the
cool side of the granulation boundary. It is therefore natural
to enquire if this is characteristic of all red giant branch stars.
Further, if this is a signature of large convection cells, lengthy
series of observations may not be needed to identify the process
and deduce some of its characteristics. The reversed-C-shaped
bisector may be sufficient. We investigate here the subset of the
exposures used by Carney et al. (2008a) that have high enough
S/Ns to allow bisectors to be measured. This paper documents
our findings.
2033
2. 2034 GRAY ET AL. Vol. 135
6110 6120 6130 6140 6150
0.0
0.5
1.0
F/Fc
HD 29574
6150 6160 6170 6180 6190
0.0
0.5
1.0
F/Fc
Wavelength, A
Figure 1. This exposure of HD 29574 illustrates the quality of the observations and the relatively few number of lines suitable for measuring bisectors. The ordinate
F/Fc is flux normalized to the continuum.
(A color version of this figure is available in the online journal)
Table 1
Exposure and Star Information
Star Teff log g [Fe/H] Typea λ Julian dateb S/N Nc Bid
HD 3008 4140 1.00 −1.43 RGB 6150 3366.7716 175 6 (
CD −36◦1052 5890 2.50 −2.00 RHB 5430 3366.8083 150 2 (
HD 23798 4310 1.00 −1.90 RGB 6150 3366.8681 210 4 (
HD 25532 5320 2.54 −1.33 RHB 5430 4016.9720 175 5 (
BD +6◦648 4160 0.87 −1.82 RGB 6150 4015.1177 285 4 )
HD 29574 3960 0.57 −2.11 RGB 6150 3366.8934 155 7 )
HD 82590 5960 2.70 −1.85 RHB 6150 3366.9454 180 3 (
BD +22◦2411 4320 1.00 −1.95 RGB 6150 3367.0135 160 6 (
HD 110281 3850 0.2 −1.75 RGB 6150 3367.0801 170 9 (
HD 165195 4200 0.76 −2.16 RGB 6150 4011.7779 380 5 (
HD 184266 5490 2.60 −1.87 RHB 5430 4016.7436 250 4 (
HD 187111 4260 1.04 −1.65 RGB 6150 4015.8079 395 6 (
HD 214295 3890 0.30 −2.14 RGB 6150 4015.7595 215 6 )
HD 218732 3900 0.20 −2.00 RGB 6150 4015.8478 270 6? )
HD 221170 4410 1.10 −2.26 RGB 6150 4009.8693 260 7 (
Notes.
a RGB denotes red giant branch; RHB denotes red horizontal branch.
b Julian date of mid exposure minus 2450000.
c Number of useable bisectors for this exposure.
d Type of bisector shape.
2. THE OBSERVATIONS
The data were taken with the high-resolution Gecko coude
spectrograph at the Canada–France–Hawaii telescope. As noted
above, the resolving power of this spectrograph is ∼120,000.
We used the grating in two orders, observing 5385–5470 Å
in the tenth order and 6105–6190 Å in the ninth order. The
CCD detector was thinned, with 2048 by 4096 15 µ pixels,
corresponding to ∼0.022 Å per pixel, and a read-out noise of 7.5
electrons, which is negligible for our exposures. The continuum
S/N, as estimated from the photon count, ranges from 150 to
395 per column.
The selected stars include four on the red horizontal branch
and 11 on the red giant branch. Table 1 lists the stars and related
information. Figure 1 shows a sample spectrum. The number of
usable spectral lines varies from 2 to 9, depending on the star.
Owing to the low metallicity of these stars, only a few lines
are deep enough to yield bisectors, but on the positive side, the
bisector distortions from line blending are minimal.
Additional information concerning these stars and their ob-
servations can be seen in Carney et al. (2008a). Although there is
a possibility that some of our red giant branch stars are actually
on the asymptotic giant branch (AGB), this does not alter their
luminosity and surface gravity significantly. Consequently, we
presume the physics of the line formation to be unaffected.
3. EXAMPLES OF BISECTORS FOR POPULATION II
STARS
It is important to remember that we are exploring here the
shapes, not the absolute positions, of the bisectors of spectral
lines. Arbitrary horizontal shifts for convenience of display are
made in the figures. A selection of bisectors with the C shape
is shown in Figure 2. Located under the bisectors of each panel
is a horizontal error bar typical of each exposure. They were
estimated from the S/N in the continuum translated through the
slope of the sides of the line profiles. The errors grow to infinity
at the very center of a line and at the continuum, as the slope
goes to zero (see Gray 1983).
3. No. 6, 2008 ASYMMETRIES IN THE SPECTRAL LINES OF EVOLVED HALO STARS 2035
0.0
0.5
1.0
6108 A 1.68 eV
6122 A 1.89 eV
6138 A 2.59 eV
6152 A 2.18 eV
6162 A 1.90 eV
6173 A 2.22 eV
F/Fc
HD 3008
300 m/s
(a)
5393A 3.24 eV
5397A 0.91 eV
5406A 0.99 eV
5415A 4.39 eV
5424A 4.32 eV
HD 25532
300 m/s
(b)
Figure 2. The spectral-line bisectors of these two stars illustrate the top of the C shape. (a) The 6150 Å region for HD 3008. (b) The 5400 Å region for HD 25532.
The horizontal error bar shows the typical error on the bisector points.
(A color version of this figure is available in the online journal)
Most of our program stars in this category do not show the
bottom portion of the C, and in this regard are similar to the
well-documented case of the disk star Procyon (H-R 2943, F5
IV–V, Gray 1982, 2005a; Dravins 1987). An observation of
the metal-poor subgiant, HD 140283 with [Fe/H] ∼ −2.7, by
Allende Prieto et al. (1999) also shows mainly the top of the C
shape. The likely interpretation is that rising granules continue to
dominate up to at least those photospheric layers where the line
cores are formed. This follows naturally in the sense that lower
metallicity means fewer electron donors and so less opacity from
the negative hydrogen ion. Essentially, the photosphere is more
transparent and we see deeper into the granulation. However, it
should also be noted that owing to the low metallicity, few of
the lines have deep cores, where the bottom of the C is found.
In studies of cool disk stars, it is normal to be able to
superimpose bisectors with a horizontal shift and no other
scaling. An example of this can be seen for Procyon (Gray
2005a). Although our Population II stars are also on the cool
side of the granulation boundary and some show a (top of the)
C shape, it is not clear if their bisectors behave in this manner
because of the relatively large observational errors. Observations
at higher S/Ns and with additional spectral lines should resolve
this point.
Two of the red horizontal-branch stars have significant rota-
tion, CD −36◦
1052 with v sin i = 8.8 km s−1
and HD 82590
with v sin i = 7.7 km s−1
(Carney et al. 2008a). As shown in
Figure 3, both stars show a full C-shape bisector, and because
rotation makes the lines more shallow, these bisectors appear
vertically compressed. The redistribution of the Doppler shifts
of granulation by those of rotation has been studied previously
in simple models (Gray 1985, 1988), but in all those cases, ro-
tation increased the blueward shift of the core portion of the
bisectors, opposite to what we see for these two stars. Perhaps
the models in these former studies were too simple to apply to
red horizontal-branch stars.
An example of bisectors with the reverse-C shape is shown in
Figure 4(a). Although these are cool stars, their bisectors look
similar to solar-metallicity stars on the hot side of the granulation
boundary. Just as with the solar-metallicity stars, each spectral
line has its own bisector shape and they cannot be matched
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Fe I 6103 A 4.83 eV
Ca I 6122 A 1.89 eV
Ca I 6162 A 1.90 eV
HD 82590
(b)
F/Fc
300 m s -1
Velocity + constant
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Ca I 6122 A 1.89 eV
Ba II 6142 A 0.70 eV
CD -36 o
1052
(a)
F/Fc
Figure 3. These two stars have more rapid rotation than some of the others
in our sample; v sin i = 8.8 ± 0.8 km s−1 for CD −36◦1052 and 7.7 ±
0.6 km s−1 for HD 82590. The profiles are therefore more shallow, resulting in
vertical compression of the bisectors.
(A color version of this figure is available in the online journal)
by horizontal shifting (Gray 1989). It is possible, however, to
rescale the bisectors using an arbitrary re-positioning of the zero
level. This is shown in Figure 4(b). The scaling does not result
in a perfect match, but it is close, given the S/Ns of these data.
We have not yet found a physical explanation, if there is one,
to the zero-level re-adjustment factors. They are not correlated
with the core depths of the lines.
4. 2036 GRAY ET AL. Vol. 135
0.0
0.5
1.0
HD 29574F/Fc
300 m/s
(a)
Ni I 6108 A 1.68 eV
Ca I 6122 A 1.89 eV
Fe I 6138 A 2.59 eV
Ba II 6142 A 0.70 eV
Fe I 6152 A 2.18 eV
Ca I 6162 A 1.90 eV
Fe I 6173 A 2.22 eV
HD 29574
Scaled
300 m/s
(b)
Figure 4. The bisectors of HD 29574 illustrates the reversed-C shape. (a) The bisectors as measured. The horizontal error bar shows the typical error on the bisector
points. (b) The same bisectors with arbitrary zero-level scaling.
(A color version of this figure is available in the online journal)
4. BISECTOR VARIATION WITH POSITION IN THE H–R
DIAGRAM
Shapes of bisectors are indicators of the nature and depth
dependence of photospheric velocity fields, and as such serve
as basic observational constraints for hydrodynamical models.
All of our program stars are at or on the cool side of the
granulation boundary, and on that basis C-shaped bisectors
would be anticipated. As already noted, this is not the case.
As summarized in Figure 5, the red horizontal-branch stars and
the red giant branch stars hotter than 4100 K show C-shaped
bisectors, but red giant branch stars cooler than 4100 K show the
reversed-C shape. The segregation is apparently not complete,
since there are two exceptions: BD +6◦
648 shows the reversed-
C shape and is hotter than 4100 K and HD 110281 has a C
shape and is cooler than 4100 K. The first star may simply be at
the boundary between the two cases, given the ∼100 K errors
in the effective temperatures. HD 110281 is the coolest star in
our sample and the closest to Betelgeuse, although substantially
fainter. Betelgeuse is variable and occasionally shows C-shaped
bisectors. Possibly HD 110281 is variable, like Betelgeuse, and
we observed it at one of those rare times when the bisector is
opposite its normal shape.
Those stars known to show velocity jitter according to Carney
et al. (2008a, 2008b) are marked in Figure 5. In most cases, the
jitter is based on ten or more velocity measurements spanning
at least 2900 days. However, we have also placed BD +6◦
648
in this category based on four velocities spanning only 403
days from Carney et al. (2008b) and one velocity from Carney
et al. (2008a). In a similar manner, HD 187111 is placed in the
non-jitter group based on only five velocities spanning 781 days
from Carney et al. (2008b).
Although stars showing jitter occupy the same region of
the HR diagram as those having reversed-C bisectors, there
appears to be a less than perfect correspondence between the two
phenomena. This is curious. To further explore, we estimated
the velocity span of the upper portion of the bisectors from
90% of the continuum to the extreme velocity of the C or
reversed C. The velocity span is chosen to be positive for C
6000 5500 5000 4500 4000 3500
2
1
0
-1
-2
-3
-4
MV
Effective Temperature
(
(
(
(
((
(
(
(
(( )
)
)
)
Bisector curvature is
indicated by the symbol.
Red Horizontal-Branch Stars
Red Giant-Branch Stars
HD 110281
>>
>
>
>
>
>
>
>
>
Figure 5. Qualitative bisector shapes are shown as a function of position in this
H–R diagram. The reversed-C shaped bisectors are in the upper portion of the
red giant branch. Stars known to exhibit velocity jitter are marked with a >.
(A color version of this figure is available in the online journal)
shapes and negative for reversed-C shapes. The process has a
subjective component since different bisectors in the same star
have somewhat different velocity spans, so the errors are large.
Nevertheless, a systematic change in velocity span with position
in the H–R diagram is uncovered, as shown in Figure 6. Also
shown on this plot are the measured rms jitter values for those
of our stars showing it, taken from Carney et al. (2003, 2008b).
Jitter and bisector velocity span track each other up the red giant
branch. Although the data are sparse, the transition to reversed-
C shapes probably does not occur abruptly when a star evolves
across ∼4100 K. A smooth transition is also consistent with the
continuous and monotonic increase in estimated convections’
cell dimensions (e.g., Schwarzschild 1975; Freytag et al. 2002).
HD 110281 does not fit this relation and is completely off
scale with a velocity span ∼+700 m s−1
. This star deserves
more study.
To see the effect of metallicity, we compare in Figure 7 the
bisectors of our program star HD 3008 with three stars having
5. No. 6, 2008 ASYMMETRIES IN THE SPECTRAL LINES OF EVOLVED HALO STARS 2037
6000 5500 5000 4500 4000 3500
400
200
0
-200
-400
Effective Temperature
BisectorVelocitySpan,ms-1
0
1
2
Jitter,kms-1
Figure 6. Squares are bisector velocity spans (left ordinate) shown as a function
of effective temperature. C shapes have positive and reversed-C shapes have
negative velocity spans. Circles are jitter values (right ordinate).
(A color version of this figure is available in the online journal)
-100 0 100 200 300 400
0.0
0.5
1.0
Velocity + constant m s -1
F/Fc
Procyon F5 IV-V
Arcturus K2 III
HD 3008
~ K5 II
HR 991 K2 II
Figure 7. The mean bisector of our program star HD 3308, metallicity
[Fe/H] = −1.43, is compared to bisectors of three disk stars. The [Fe/H]
value for Procyon is essentially solar; for Arcturus it is near −0.6. HR 991 has
roughly the same effective temperature and gravity as HD 3008, but has solar
metallicity within the errors of measurement. The three disk-star bisectors are
taken from Gray (2005b).
(A color version of this figure is available in the online journal)
more solar-like metallicity. HD 991 is closest to HD 3008 in
effective temperature and surface gravity (Luck & Challener
1995). Although the lines of Procyon and HD 3008 are not
as deep as in Arcturus and HD 991, differences in slope in the
upper portions of the bisectors are already evident. We conclude
that on average, these metal-poor stars show bisector shapes that
mimic considerably hotter metal-rich stars.
5. SUMMARY AND COMMENTS
Our study confirms the basic granulation signature, the C-
shaped bisector, in metal-poor red giant branch stars and the
lower luminosity red horizontal-branch stars. However, from
our limited sample, it appears that metal-poor stars higher up
the red giant branch show reversed-C shapes similar to what
is seen for stars on the hot side of the granulation boundary.
Additional confirmation is found in a recent study of the
supergiant Betelgeuse (M2 Iab, Gray 2008), where the bisectors
show the reversed-C shape most of the time (the star is variable).
Since Betelgeuse is a Population I star, one might infer that
the reversed-C shape is not a result of low metallicity. Rather,
the evidence from Betelgeuse suggests that large convection
cells and the velocity field within these cells dominate the
velocity fields in the photosphere. The rise and fall of the
convection cells introduce scatter of a few km s−1
in radial
velocity measurements, the same phenomenon dubbed jitter in
earlier studies (e.g., Gunn & Griffin 1979; Carney et al. 2003).
Clearly we have caught but a glimpse of the dynamical
processes going on in red giant branch stars. Just how reversed-C
bisectors are connected to velocity jitter is an important question
to answer toward understanding large convection cells. One
cannot help but wonder how or if reversed-C bisectors of red
giant branch stars are related to their counterparts on the hot side
of the granulation boundary. Additional high-resolution, high
S/N observations of these same stars as well as others need to
be made. The maverick HD 110281 should be investigated to
see if it is an obtuse binary star or if its line profiles show time
variation.
It will be interesting to see if hydrodynamical models have
as much success in explaining these bisectors as they have with
the solar ones (e.g., Asplund et al. 2000).
We are grateful to the Natural Sciences and Engineering
Research Council of Canada for financial support. We thank
the staff at the Canada–France–Hawaii Telescope for their help
and cooperation in acquiring the observations.
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