Circumstellar velocity on HD38120

Show your spectra, your results ...

Circumstellar velocity on HD38120

Postby Frederic Pastor » Sat Apr 25, 2020 8:16 pm

Bonjour à tous,

Ayant récemment proposé HD38120 à BeSS, jeune étoile de type Herbig B9v, avec de belles raies en émission et en absorptions, j'ai voulu me lancer dans un calcul que j'aimerai soumettre à votre critique.

En effet, j'ai toujours pensé qu'en basse résolution avec un Alpy 600, il n'était pas possible de déterminer la vélocité du disque circumstellaire, autour de cette étoile. Or, après avoir terminé le livre de Marc Trypsteen et Richard Walker (que je recommande), j'ai noté qu'en reprenant l'équation de Hanuchik, et en faisant simplement une moyenne des résultats obtenus entre la Halpha et Hbeta, il était possible de se rapprocher des observations scientifiques professionnelles.

L'équation proposée est celle ci-dessous, pour la Halpha :

v sin i = (FWHM corrigée – 50 km.s-1)/1.4
avec FWHM corrigée = √(FWHM observée² – FWHM instrument²)

Pour la Hbeta, l'équation est légèrement différente et passe à : v sin i = (FWHM corrigée – 30 km.s-1)/1.2

Rspec HD 38120.jpg
Rspec HD 38120.jpg (87.38 KiB) Viewed 1392 times


Ainsi, pour ma chère « prise » en ce 14 janvier 2020, je constate sur la Halpha une FWHM de 18.70 A et pour la Hbeta de 28.73 A. Avec une FWHM de mon setup de 2.85 A, j'obtiens les corrections suivantes :

FWHM Halpha = 18.48 A soit 355.12 exprimé en km.s-¹
FWHM Hbeta = 28.58 A soit 170.09 km.s-¹

Ci-dessous détail sur la Halpha:

rspec Halpha HD38120.jpg
rspec Halpha HD38120.jpg (98.59 KiB) Viewed 1392 times


En appliquant l'équation de Hanuchik, j'obtiens in fine:

v sin i (Halpha) = (358.62 – 50) / 1.4 = 217.95 km.s-¹
v sin i (Hbeta) = (255.18 – 30)/1.2 = 116.74 km.s-¹

En moyennant, on obtient une vitesse de rotation de ce disque de 167.34 km.s-¹. Vitesse élevée mais qui correspond à ce type d'étoile.
A titre de comparaison, j'ai trouvé une étude récente de 2017 dans The Astrophysical Journal intitulée « Linking Signatures of Accretion with Magnetic Field Measurements » dans laquelle HD38120 a été suivie. La vélocité a été calculée sur la raie He I à 10830 Angströms et fait apparaître une v sin i de 97 +/- 17 km.s-¹.
En conclusion, même si mon résultat de 167 km.s-¹ reste cohérent, je reste éloigné de cette mesure ; certes, avec un spectro et un télescope pro en face, et sur une source de mesure différente. Mes questions sont donc de savoir si cette équation que j'utilise a-t-elle du sens ? Et si la basse définition reste pertinente pour le calcul de vélocité ?

Merci pour vos remarques.

Fred

************************************************************************************************
Hi All,

Having recently proposed HD38120 to BeSS, a young Herbig B9v type star, with deep lines in emission and absorption, I wanted to do a calculation that I would like to submit to your review.

Indeed, I always thought that in low resolution with an Alpy 600, it wasn't possible to determine the velocity of the circumstellar disc around this star with such a resolution.

However, after finishing the book written by Marc Trypsteen and Richard Walker (thatI recommend to read !), I noted that by using the named Hanuchik equation, and by simply averaging the results obtained between Halpha and Hbeta, it was possible to get closer to scientific observations in v sin i with an alpy600.

The proposed equation is the following, for Halpha only : v sin i = (corrected FWHM - 50 km.s-1)/1.4
with corrected FWHM = √(FWHM observed² - FWHM instrument²)

For Hbeta, the equation changes to: v sin i = (corrected FWHM - 30 km.s-1)/1.2

Thus, for my dear "catch" on this January 14th, 2020, I note on the Halpha a FWHM of 18.70 Angtröms and for the Hbeta a FWHM of 28.73 Angströms. With a FWHM of my setup of 2.85 A, I get the following corrections:

FWHM corrected Halpha = 18.48 A or 355.12 expressed in km.s-¹
FWHM corrected Hbeta = 28.58 A or 170.09 km.s-¹

Applying the Hanuchik equation, I get:

v sin i (Halpha) = (358.62 - 50) / 1.4 = 217.95 km.s-¹
v sin i (Hbeta) = (255.18 - 30)/1.2 = 116.74 km.s-¹

By averaging, we obtain a rotation speed of this disc at 167.34 km.s-¹. High speed but coherent to compare with this type of younf & dynamic star.

For comparison, I found a recent 2017 study in The Astrophysical Journal entitled "Linking Signatures of Accretion with Magnetic Field Measurements" in which HD38120 was tracked. The velocity was calculated on the He I line at 10830 Angströms and a v sin i
of 97 +/- 17 km.s-¹ was found.

In conclusion, even if my result of 167 km.s-¹ could be coherent, I remain far from this measurement; certainly, with a spectro and a professional telescope, and on a different measurement line on He I instead of Balmer lines.
So my questions are to know if this equation I use makes sense ? And if the low definition Alpy600 is still relevant for velocity calculation ?

Thanks for your comments :-)

Fred
Frederic Pastor
 
Posts: 11
Joined: Wed Jan 22, 2020 4:57 pm

Re: Circumstellar velocity on HD38120

Postby Benjamin Mauclaire » Sat Apr 25, 2020 9:48 pm

Bonjour Frederic,

La question serait plutot pourquoi les auteurs de la publi dans ApJ ont choisis He I a ~10000 A.
Faut tout de meme aller la chercher celle-la !

Une etoile et a plus forte raison un Herbig avec disque ou nuage circumstellaire est le lieu d'un tas de phenomenes physiques.
Vu le faible potentiel d'excitation de H, des raies comme Ha sont influencees par tous les phenomenes. Hb un peu moins.
Donc si l'on veut determiner vsini, il est necessaire de choisir une raie dont le phenomene l'influencant de facon preponderante (plus que tous les autres) serait la rotation.
Mais la encore, il faut estimer les contributions a retirer dans ta FWHMcorrigee selon l'astre etudie : cela va de la vitesse de microturbulence en passant par le Doppler thermique qui agissent sur la FWHM.

Ceci etant, il est courant de considerer que le disque chauffe est a l'origine de l'emission. Donc pour mesurer sa vitesse de rotation on n'utilise pas les raies d'absorpton, elles produites par la photosphere de l'etoile.
Enfin dans ces systemes plutot perturbes, la forme des raies, en particulier de Balmer est modelee par des phenomenes pas toujours bien contrains quantitativement.

Des recherches biblio s'imposent pour dresser le portrait de la personnalite de l'etoile. Sans quoi on rsique de mesurer tout et rien.
Sinon prendre une cible ou c'est la rotation qui domine tous les autres phenomenes.

Benjamin
Spcaudace spectroscopy software: saving you hundred hours of frustration.
Benjamin Mauclaire
 
Posts: 235
Joined: Thu Sep 29, 2011 10:14 am

Re: Circumstellar velocity on HD38120

Postby Frederic Pastor » Sun Apr 26, 2020 7:52 am

Bonjour Benjamin,

Merci beaucoup pour ta réponse. Et tes conseils. En effet, le choix de la Herbig est "challenging" et celle-ci avec sa faible magnitude, rends les recherches biblio dans la littérature plus ardues. Mais c'est ce qui est motivant pour continuer de creuser le sujet et voir si ces calculs ont du sens sur ce type d'étoile, très agitée.

Dans le sens de ton conseil sur des choix d'étoiles avec une rotation qui domine, j'avais au préalable fait les premiers calculs sur ces 2 raies sur le choix KZ CMa, et dont la vsini est bien plus connue. A "quelques km/s près", j'étais retombé sur mes pattes, d'ou mon emballement sur cette Herbig :-)

Je me permets de joindre le lien de ce calcul, sur un blog commun avec Daniel Dejean (et ou je consigne d'ailleurs toutes mes observations):

https://spectracus31.wordpress.com/2020 ... -lalpy600/

Encore merci Benjamin.

Frédéric
Frederic Pastor
 
Posts: 11
Joined: Wed Jan 22, 2020 4:57 pm

Re: Circumstellar velocity on HD38120

Postby Robin Leadbeater » Sun Apr 26, 2020 11:12 am

HD38120 is bright enough for a high resolution spectrum with a LHIRES which should show the line profile. This low resolution survey and and high resolution follow up technique was used here for example
http://www.astrosurf.com/aras/be_candid ... idate.html
LHIRES III #29 ATIK314 ALPY 600/200 ATIK428 Star Analyser 100/200 C11 EQ6
http://www.threehillsobservatory.co.uk
Robin Leadbeater
 
Posts: 1540
Joined: Mon Sep 26, 2011 4:41 pm

Re: Circumstellar velocity on HD38120

Postby Frederic Pastor » Mon Apr 27, 2020 7:44 pm

Hi Robin,
This link is very interesting and the APOGEE survey on Be candidate is brilliant. Explainations in it, and equations, will be particularly useful to my work. Many thanks to you.
Frederic
Frederic Pastor
 
Posts: 11
Joined: Wed Jan 22, 2020 4:57 pm


Return to Spectra, results, information on activity ...

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests

cron

x