Velocity and abundance precisions for future high‐resolution spectroscopic surveys: A study for 4MOST
Velocity and abundance precisions for future high‐resolution spectroscopic surveys: A study for 4MOST
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未来高分辨率光谱调查的速度和丰度精度：4MOST 的研究
DOI：
10.1002/asna.201211814
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发表时间：
2013
影响因子：
0.9
通讯作者：
Sbordone
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Caffau;Sbordone
为了准备未来的大规模，多目标，高分辨率的银河系光谱调查，我们提出了一系列的径向速度和化学丰度的精度测试，任何这样的项目都可以在4米级望远镜上实现。我们简要地讨论了一些科学案例，旨在研究银河系主要组成部分（凸起，薄和厚盘，晕）的化学动力学历史-无论是作为盖亚使命的后续行动，还是根据其自身的优点。基于覆盖典型调查目标的恒星参数全范围的合成光谱的大网格，我们设计了一个最佳波长范围，并主张使用中等高分辨率的光谱仪。因此，运动精度不受任何这些因素的限制，但实际上只会受到系统的影响，很容易达到<1 km s-1的不确定性。在现实的观测条件下（即，考虑到恒星在合理的曝光时间下比r = 16等亮），我们倾向于平均分辨率为R 20000的理想分辨率，整个波长范围（采用常见的双臂摄谱仪设计）为[395;456.5] nm和[587;673] nm。我们第一次在一般的基础上表明，对于许多物种，测量化学丰度比优于0.1 dex是可能的。（Fe、Mg、Si、Ca、Ti、Na、Al、V、Cr、Mn、Co、Ni、Y、Ba、Nd、Eu）的精确度，而对于其它物质例如Zr、La、Eu、Mg、Ca、Ti、Na、Al、V、Cr、Mn、Co、Ni、Y、Ba、Nd、Eu的精确度为约0.2 dex，虽然我们的可行性研究是针对4 MOST设施进行的，但其结果可以很容易地应用于任何其他高分辨率光谱仪的概念设计研究。（© 2013 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA，魏因海姆）
In preparation for future, large‐scale, multi‐object, high‐resolution spectroscopic surveys of the Galaxy, we present a series of tests of the precision in radial velocity and chemical abundances that any such project can achieve at a 4 m class telescope. We briefly discuss a number of science cases that aim at studying the chemo‐dynamical history of the major Galactic components (bulge, thin and thick disks, and halo) – either as a follow‐up to the Gaia mission or on their own merits. Based on a large grid of synthetic spectra that cover the full range in stellar parameters of typical survey targets, we devise an optimal wavelength range and argue for a moderately high‐resolution spectrograph. As a result, the kinematic precision is not limited by any of these factors, but will practically only suffer from systematic effects, easily reaching uncertainties <1km s–1. Under realistic survey conditions (namely, considering stars brighter than r = 16 mag with reasonable exposure times) we prefer an ideal resolving power of R ∼20 000 on average, for an overall wavelength range (with a common two‐arm spectrograph design) of [395;456.5] nm and [587;673] nm. We show for the first time on a general basis that it is possible to measure chemical abundance ratios to better than 0.1 dex for many species (Fe, Mg, Si, Ca, Ti, Na, Al, V, Cr, Mn, Co, Ni, Y, Ba, Nd, Eu) and to an accuracy of about 0.2 dex for other species such as Zr, La, and Sr. While our feasibility study was explicitly carried out for the 4MOST facility, the results can be readily applied to and used for any other conceptual design study for high‐resolution spectrographs. (© 2013 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
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