Effective Temperature Estimations from Line Depth Ratios in the \H\ and \K-band Spectra of IGRINS

Determining accurate effective temperatures of stars buried in the dust-obscured Galactic regions is extremely difficult from photometry. Fortunately, high-resolution infrared spectroscopy is a powerful tool for determining the temperatures of stars with no dependence on interstellar extinction. It has long been known that the depth ratios of temperature-sensitive and relatively insensitive spectral lines are excellent temperature indices. In this work, we provide the first extensive line depth ratio (LDR) method application in the infrared region that encompasses both \H\ and \K\ bands (1.48 $\mu$m - 2.48 $\mu$m). We applied the LDR method to high-resolution (R $\simeq$ 45,000) \H\ and \K-band spectra of 110 stars obtained with the Immersion Grating Infrared Spectrograph (IGRINS). Our sample contained stars with 3200 $<$ \teff\ (K) $<$ 5500, 0.20 $\leq$ log g $<$ 4.6, and $-$1.5 $<$ [M/H] $<$ 0.5. Application of this method in the \K-band yielded 21 new LDR$-$\teff\ relations. We also report five new LDR$-$\teff\ relations found in the \H-band region, augmenting the relations already published by other groups. The temperatures found from our calibrations provide reliable temperatures within $\sim$70 K accuracy compared to spectral \teff\ values from the literature.Comment: 4 Tables, 8 Figures, Accepted for publication in The Astrophysical Journa

Gökadadaki seçilmiş kırmızı dev yıldızların kimyasal analizi

Bu tezde NGC 752, NGC 6940 ve Hyades açık yıldız kümelerindeki kırmızı dev yıldızlarının yüzey kimyasal bollukları, yüksek çözünürlüklü (R ≈ 60 000) ve sinyal/gürültü (S/G ≥ 120) oranlı tayflar kullanılarak elde edilmiştir. Kırmızı dev yıldızların küme üyelikleri dikine hız ölçümleri ile doğrulanmıştır. Kümelerin yaş ve dönme noktası kütlesi değerleri renk-parlaklık diyagramlarına uygulanan eş yaş eğrileri ile tespit edilmiştir. Model atmosfer parametreleri: etkin sıcaklık, yüzeyçekimleri, metal bolluğu, mikrotürbülans hızı (Teff, log g, [Fe/H], ξt) nötral ve iyonize demir ve titanyum çizgilerinin eşdeğer genişlikleri kullanılarak belirlenmiştir. NGC 752, NGC 6940 ve Hyades kümelerinin metal bollukları sırasıyla [Fe/H] = −0.02 ± 0.05, [Fe/H] = 0.04 ± 0.02 ve [Fe/H] = 0.12 ± 0.04 olarak hesaplanmıştır. Eşdeğer genişlik ya da sentetik tayf analizi yöntemleri kullanılarak hafif tek-atom numaralı (Na, Al), α (Mg, Si, Ca), Fe-grubu (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn), ve nötronyakalama (Y, La, Nd, Eu) elementleri için kimyasal bolluk analizi gerçekleştirilmiştir. LiCNO element bollukları ve 12C/13C izotop oranları da elde edilmiştir. Lityum bolluğu Li I 6707 Å rezonans çizgisinden, Oksijen bolluğu 6300 Å’da bulunan yasaklanmış [O I] çizgisinden hesaplanmıştır. Karbon bollukları 4300 Å yöresindeki CH G-bandı ile 5165 Å ve 5635 Å’de bulunan C2 Swan bantlarından; Nitrojen bollukları ve 12C/13C izotop oranları ise 7995–8040 Å aralığında yer alan 12,13CN molekül bantlarından elde edilmiştir. LiCNO bollukları, 12C/13C izotop oranları ve fotometrik veriler birlikte değerlendirilerek kırmızı dev yıldızlarının evrim durumları tahmin edilmiş ve sonuçlar yıldız evrim kuramları ile birlikte tartışılmıştır.In this thesis, surface chemical abundances of some selected red giant members of the NGC 752, NGC 6940 and Hyades open clusters were analyzed by using the high resolution (R ≈ 60 000) and high signal to noise ratio (S/N ≥ 120) spectra. Cluster memberhips were confirmed by measuring the stellar radial velocities. By applying isochrones to the colour-magnitude diagrams, age and turn-off mass parameters of the clusters were determined. Model atmosphere parameters (Teff, log g, [Fe/H] and ξt) were found via equivalent widths of the Fe I, Fe II, Ti I, and Ti II lines. Metallicities of the open clusters NGC 752, NGC 6940 and Hyades were derived as [Fe/H]= −0.02 ± 0.05, [Fe/H] = 0.04 ± 0.02 ve [Fe/H] = 0.12 ± 0.04, respectively. Abundances of the light odd-Z (Na, Al), α (Mg, Si, Ca), Fe-group (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn), and n-capture (Y, La, Nd, Eu) elements were calculated by using the equivalent width or synthetic spectrum analysis methods. The abundances of LiCNO and 12C/13C ratio were also determined. Lithium abundances were derived from the Li I 6707 Å resonance doublet and oxygen abundances were analyzed from the forbidden [O I] line at 6300 Å. Carbon abundances were determined using the CH G-band feature located near 4300 Å and the C2 Swan bandheads at 5165 and 5635 Å. Nitrogen abundances and 12C/13C were derived from 12,13CN molecular bands in the 7995-8040 Å region. By using the LiCNO abundances and, 12C/13C ratios along with the photometric data, evolutionary status of the red giants was estimated and the results were discussed in terms of stellar evolution theories