球状星团锂-氧-钠丰度弥散和相关性后续观测与分析

Li abundance is very important in the analysis of globular cluster (GC) formation and evolution. We have observed more than 100 un-evolved stars at the Turnoff in both NGC6752 and 47 Tuc clusters with FLAMES at the VLT. From 2010 to 2011, We did data analysis to investigate the presence of Li abundance variations and the extent of Li-O-Na correlations. We find an O and Li correlation in NGC 6752 with a high statistical significance; but in 47 Tuc, Li abundance variation is not corralated with O and Na, although the later two anti-correlated to each other. In another cluster NGC 6397, no Li variation is found. It seems that the pollution histories of different globular clusters are quite complex.This work was funded by NSFC Youth Grant 10903012. .We are going to continue the research in three ways: 1) To observe the Li-poor-O-rich, the O-poor-Li-rich and the Li-poor-O-poor stars using high resolution spectroscopy. Detailed abundance analysis of such stars can be used to investigate the composition and the fraction of polluting gas. 2) Continue to do analysis of 47 Tuc using 2D models and also both clusters using 3D models. 3) To observe the Li-O-Na correlations in NGC 2808,the globular cluster with different stellar populations. Since a simple pollution scenario is not sufficient to explain the observations, NGC 2808 may give us some clues on the contamination scenario.

锂丰度是研究球状星团形成与演化的重要线索。2010-2011年在基金委青年基金支持下，我们对NGC 6752和47 Tuc每个星团多达百颗拐点星的VLT观测光谱进行了大样本分析（发表于A&A和ApJL），发现在NGC6752 中，锂丰度和氧丰度显示了明确的相关性，而在47 Tuc中，氧、钠存在反相关，却与锂丰度不相关。再联系NGC 6397中Li丰度不存在弥散的情况，球状星团丰度污染历史表现复杂，目前难有定论。本项目拟从三方面继续之前的研究：1）对NGC 6752和47 Tuc中贫氧或者贫锂的几颗“边界”样本恒星进行高分辨率光谱精细观测，从而对污染气体的成分和比例给出定量限制；2）继续采用2D和3D大气模型两种方法对两个星团的数据进行统一处理和分析；3）观测具有不同星族成分的星团NGC 2808，对比同一星团不同星族成分在锂、氧、钠等元素丰度表现方面的异同。

球状星团（GC）的形成和演化对于我们理解恒星和星系的形成与演化以及宇宙元素核合成等均具有重要意义。过去二十年GC内部恒星化学丰度的弥散现象引发了热烈的讨论。为研究球状星团的化学演化问题，我们在之前工作的基础上，重新梳理数据，引入NGC 6752的更多动力学参数（位置、视向速度、自转等）进行相关性分析，结果表明NGC 6752具有不同锂丰度的三类恒星之间在空间位置上不存在明显区别，而恒星视向速度与锂丰度之间存在反相关关系，与此同时样本恒星不存在快速旋转的情况。该结果不可能由恒星快速旋转导致丰度测量变化的理论解释，而在一定程度上支持恒星在主序前吸积了污染物质的理论。由于缺乏更多的10米级光学望远镜观测数据，本项目采用星团测光数据从另一角度对GC的化学演化加以研究，目前已获得BATC巡天以及新疆一米望远镜对两个北天星团M 13和M 92的观测数据，针对其星族、变星的分析正在进行中。除此以外，为加强对球状星团内部密集星场的分辨能力，项目成员参与了激光导星自适应光学在天实验，对激光导星耦合效率的测量和定标做出贡献。为精确测定球状星团化学丰度，对贫金属星Si元素谱线丰度计算的影响因素进行了深入讨论。