فهرس المعلمات النجمية للأقزام الباردة في Gaia DR3 باستخدام التعلُّم الآلي الفوتومتري

Author One

Author Two

كاي-شيا تشو

آ-ليا لو

روي وانغ

هيو آر. أ. جونز

بينغ دو

شيانغ-ليا تشن

يو-فِن وانغ

هذا النص مُراجَع لغويًّا وعلميًّا مع الحفاظ على بُنى LaTeX.

مُلَخَّص

نُقدِّم فهرساً للمعلمات النجمية لـ 1,806,921 قزماً بارداً من Gaia DR3 تقع ضمن النطاق الذي تُغطيه معايرة المعلمات الطيفية للأقزام الباردة في LAMOST: 3200 كلفن \( < T_{\mathrm{eff}} < \) 4300 كلفن، -0.8 \( < [M/H] < \) 0.2 ديكس (dex)، و4.5 \( < \log g < \) 5.5 ديكس. استُنبِطت معلماتُنا اعتماداً على نماذج تعلُّمٍ آلي مُدرَّبة على قياساتٍ ضوئية متعدّدة الأطوال الموجية بعد تصحيحها لتوهين الغبار. تتألّف الفوتومتريا من أحزمة SDSS: r وi وz، ومن أحزمة 2MASS القريبة من تحت الحمراء: J وH وK، بالإضافة إلى أحزمة ALLWISE المتوسطة: W1 وW2. استخدمنا نموذج الغابة العشوائية وLightGBM، ووجدنا نتائج متّسقة من كليهما بانحراف (1σ) قدرُه 68 كلفن، و0.22 ديكس، و0.05 ديكس لكلٍّ من \( T_{\mathrm{eff}} \) و[M/H] و\(\log g\) على التوالي. يُظهِر تقييمُ أهميّة السمات للألوان الفوتومترية المختلفة أنّ W1–W2 هو الأكثر حساسية لكلٍّ من \( T_{\mathrm{eff}} \) و\(\log g\)، بينما كان J–H الأكثر حساسيةً لـ [M/H] (الفلزية). وجدنا أنّ معلماتِنا تتوافق جيداً مع APOGEE، غير أنّها تختلف بشكلٍ ملحوظ عن تلك المقدَّمة ضمن Gaia DR3.

مُقَدِّمَة

تُشكِّل الأقزامُ الباردة منخفضةُ الكتلة واللمعان أكثرَ من 70٪ من الأجرام في مجرّتنا. ويُعَدّ تحديدُ خصائص أغلفتها الجوية النجميّة أمراً أساسياً لاستكشاف تركيب النجوم وتكوينها وتاريخ تطوّر المجرّة (على سبيل المثال، (2007AJ....134.2418B)). ومع ذلك، يَصعُب تقديرُ خصائص الغلاف الجوي لهذه النجوم بسبب تعقيد بنيتها الجوية ووجود الخلط الحملي. ومع التحسينات المتواصلة في نمذجة أجواء النجوم منخفضة الكتلة، إلى جانب تزايد عدد المشاهدات وتنوّع الأدوات، تحسّنت دقّة قياس خصائص الغلاف الجوي للأقزام الباردة تحسُّناً ملحوظاً.

اُستُخدمت أعمالٌ سابقة مثل (1996MNRAS.280...77J)، التي وظّفت أطياف PHOENIX الاصطناعية، لاستنتاج خصائص الغلاف الجوي لبعض أقزام النوع M عبر مقارنتها بالطيف المرصود. وحصل (2008MNRAS.389..585C) على درجات الحرارة الفعّالة \( T_{\mathrm{eff}} \) واللمعان البولومتري لأقزام النوع M استناداً إلى علاقاتٍ تجريبية بين نسب الفيض في نطاقات طيفية مختلفة وكلٍّ من \( T_{\mathrm{eff}} \) والفلزية. وقدّر (2021RAA....21..202D) خصائص الغلاف الجوي باستخدام خطِّ أنابيب LASPM المُحدَّث من أطيافٍ منخفضة الدقة، بينما طبّق (2022ApJS..260...45D) حزمة ULySS مع نماذج الطيف MILES لتقدير الخصائص نفسها. وعلاوةً على ذلك، نشر (2021ApJS..253...45L) كتالوجاً لخصائص الغلاف الجوي لأقزام LAMOST من نوع M باستخدام خوارزمية التعلُّم الآلي SLAM (2020ApJS..246....9Z).

كما استُخدم الطيفُ القريب من تحت الحمراء المتاح حديثاً لتحديد خصائص غلافٍ جوّي أدقّ لأقزام النوع M (مثلاً، (2010ApJ...720L.113R, 2022MNRAS.511.1893C, 2022arXiv220205858H)). وقام (2012ApJ...748...93R) بمعايرة مُؤشِّر H$_2$O–K2 لطيف النطاق K لأقزام النوع M، وقدّر \( T_{\mathrm{eff}} \) و[M/H] بالاعتماد على مؤشرات Na I وCa I وH$_2$O–K2.

أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مهمة Gaia بهدف توفير خرائط ثلاثية الأبعاد دقيقة وخصائص الحركة الفضائية لنحو مليار نجم في مجرّتنا (2016A&A...595A...1G, 2016A&A...595A...2G, 2018A&A...616A...5C). وفي عام 2022 صدر الإصدار الثالث لبيانات Gaia (DR3) مع مجموعةٍ متكاملة من المنتجات (2022arXiv220800211G)، والتي تشمل الفوتومتريا في G وG$_{BP}$ وG$_{RP}$، وأنماطاً متعدّدة لتصنيف المصادر، بالإضافة إلى الطيف منخفض الدقة (BP/RP) فضلاً عن طيف مطياف السرعة الشعاعية عالي الدقة (RVS). وبالاستفادة من طيف BP/RP، قِيسَت المعلمات الجوية لما يقارب 470,759,263 مصدراً ضمن \( G < 19 \) قدر (mag) (2023A&A...674A..27A)، في حين قِيسَت خصائص الغلاف الجوي لـ 5,591,594 مصدراً باستخدام طيف RVS، ومعظمها من نجوم AFGK (2023A&A...674A..29R).