Ин таҳқиқот atmospheric parameters ва chemical composition-и supergiant star HD 7927-и spectral class F0 Ia-ро бо ҳамроҳ кардани high-resolution spectral observations ва atmosphere-model approach муайян мекунад. Spectra дар wavelength range-и 3900–7800 Å бо resolution-и R = 56.000 истифода шуданд; equivalent widths-и Balmer lines ва observed/theoretical values-и photometric indices [c1] ва Q муқоиса шуда, effective temperature T_eff = 7350 ± 200 K ва барои surface gravity дар main text log g = 0,4 ± 0,2 гирифта шуд. Microturbulent velocity аз Fe II lines ҳамчун ξ_t = 7,5 ± 1 km/s муайян гардид. Chemical-abundance analysis нишон медиҳад, ки дар atmosphere-и star carbon нисбатан кам, nitrogen ва sodium зиёд ва аксари дигар elements-и таҳқиқшуда abundance-ҳои наздик ба Solar доранд. Бо вуҷуди ин, барои C, N ва Na non-LTE effects бояд ба назар гирифта шаванд; oxygen abundance бошад аз танҳо як O I line гирифта шуда, аз ҷониби authors uncertainty-и бештар дорад.

Scientific significance-и study танҳо аз cataloguing chemical content-и HD 7927 иборат нест. Дар atmospheres-и supergiant stars abundance-ҳои light elements ба мисли carbon, nitrogen ва sodium метавонанд ҳангоми evolution-и star бо оварда шудани material-и processed дар interior ба surface тағйир ёбанд. Researchers pattern-и C-N-Na-и муайяншуда дар HD 7927-ро дар ҳамин evolutionary framework тафсир мекунанд; near-solar abundance-и iron ва many other elements-ро бошад нишонаи он медонанд, ки initial chemical composition-и star ба Solar монанд будааст.

Аз нигоҳи Туркия, ин study direct country-specific astronomical parameter ё local application result намедиҳад. Аммо high-resolution stellar spectroscopy, line equivalent-width measurement, atmosphere-model construction ва element-abundance determination аз ҷиҳати methodological барои observatories ва stellar-astrophysics research дар Туркия meaningful аст. Temperature, surface gravity ва chemical-abundance values-и HD 7927 танҳо ба ҳамин star тааллуқ доранд ва набояд ба other supergiants directly transferred шаванд.

Main research question чист?

Саволи марказӣ ин аст, ки atmosphere-и highly luminous F0 Ia supergiant HD 7927 бо кадом physical parameters тавсиф мешавад ва оё observed surface chemical abundances бо C, N ва Na changes-и expected from stellar evolution мувофиқанд. Authors махсусан effective temperature, surface gravity, microturbulence ва element abundances-ро дар same atmosphere-model framework муайян кардан мехоҳанд.

Дар introduction-и study таъкид мешавад, ки дар A, F ва G spectral-class supergiants, бо progression-и stellar evolution surface abundance-и light elements аз initial material метавонад тағйир ёбад. Дар ин context, баробари carbon deficiency ва nitrogen excess, sodium excess низ chemical indicator-и муҳим аст. Authors sodium enhancement-ро дар context-и Ne-Na cycle ва deep-mixing processes, ки дар prior literature пешниҳод шудаанд, баррасӣ мекунанд; аммо ин study experiment-и direct observation of Ne-Na reactions inside HD 7927 нест.

Researchers HD 7927-ро аз сабаби very high luminosity низ object-и noteworthy тавсиф мекунанд. Бо такя ба previous literature, absolute visual magnitude ҳамчун M_V = −9,16 оварда шуда, гуфта мешавад star метавонад ба rare hypergiant stage наздик бошад. Ин possibility interpretation аст; study HD 7927-ро бо new classification analysis definitively hypergiant эълон намекунад.

Observational data чӣ гуна гирифта шуд?

Spectrum-и HD 7927 15 December 2018 бо CCD spectrograph attached to the 2-m telescope-и Shamakhy Astrophysical Observatory дар Azerbaijan гирифта шудааст. Spectral resolution R = 56.000, signal-to-noise ratio S/N = 150–400 ва wavelength range 3900–7800 Å аст.

Spectra бо DECH software packages analysis шуданд. Equivalent widths-и spectral lines бо two methods арзёбӣ гардиданд: direct numerical integration of area under line profile ва approximation-и line бо Gaussian profile. Researchers мегӯянд, ки error-и equivalent-width measurements аз %5 зиёд нест.

Measured equivalent widths-и Balmer hydrogen lines: Hβ = 4,41 Å, Hγ = 4,02 Å ва Hδ = 3,91 Å. Ин values яке аз observational constraints мебошанд, ки directly барои determining atmospheric parameters истифода шудаанд.

Effective temperature ва surface gravity чӣ гуна муайян шуданд?

Two fundamental parameters-и atmosphere model — effective temperature T_eff ва surface gravity log g — аз common region of three independent observational-theoretical comparisons муайян шуданд: equivalent widths-и Hβ, Hγ ва Hδ Balmer lines; [c1] index аз Strömgren photometry; Q index аз Johnson UBV system.

Photometric indices used in study чунин define мешаванд:

\[ [c_1] = c_1 - 0.2(b-y) \]

\[ Q = (U-B)-0.72(B-V) \]

Researchers мегӯянд, ки [c1] ва Q indicators ҳастанд, ки аз effect-и interstellar extinction free шудаанд. Observed index values аз catalog data гирифта шуда, theoretical photometric values ва Balmer-line calculations бо atmosphere models comparison шудаанд.

Figure 1 intersection-и constraints-и Hβ, Hγ, Hδ, [c1] ва Q-ро дар T_eff-log g plane нишон медиҳад. Atmospheric parameters accepted in main text:

T_eff = 7350 ± 200 K

log g = 0,4 ± 0,2

мебошанд.

Study муҳокима мекунад, ки ин effective temperature бо various previous results around 7200–7340 K generally consistent аст, аммо literature surface-gravity values wider distribution нишон медиҳанд. Махсусан argued мешавад, ки high log g values аз Fe I/Fe II ionization balance under LTE метавонанд аз сабаби neglect-и non-LTE effects дар Fe I lines overestimated бошанд.

Чаро microturbulence аз Fe II lines ҳисоб шуд?

Дар one-dimensional stellar-atmosphere models, microturbulence ва macroturbulence parameters барои қисми observed spectral-line widths истифода мешаванд, ки танҳо бо thermal motions fully explained намешаванд. Microturbulent velocity ξ_t чунин adjusted мешавад, ки artificial trend байни element abundances calculated from lines with different equivalent widths ва line strength боқӣ намонад.

Ҳарчанд spectrum-и HD 7927 many Fe I ва Fe II lines дорад, researchers барои determining microturbulence Fe II lines-ро интихоб карданд. Reason ин аст, ки Fe I lines ба non-LTE effects sensitive-тар ва Fe II lines less affected мебошанд.

Бо using determined T_eff ва log g, atmosphere model бо Kurucz ATLAS 9 calculated шуд ва Fe II abundances дар different ξ_t values compared гардиданд. Atomic line data аз VALD-3 database гирифта шуданд. Figure 2 нишон медиҳад, ки дар ξ_t = 7,5 km/s байни Fe II abundance log ε(Fe II) ва equivalent width W_λ correlation-и significant боқӣ намемонад.

Дар натиҷа:

ξ_t = 7,5 ± 1 km/s

adopted шуд ва аз same analysis mean iron abundance log ε(Fe) = 7,47 ± 0,13 гирифта шуд.

Element abundance бо кадом scale ифода шуд?

Element abundances дар common astronomical logarithmic number-abundance scale дода шуданд. Study scale-ро чунин define мекунад:

\[ \log \varepsilon(\mathrm{el}) = \log \left(\frac{N(\mathrm{el})}{N(\mathrm{H})}\right)+12 \]

Дар ин ҷо N(el) number of atoms-и relevant element, N(H) number of hydrogen atoms аст ва барои hydrogen log ε(H) = 12 қабул мешавад.

Abundance difference between HD 7927 and Sun чунин calculated шудааст:

\[ \Delta \log \varepsilon = \log \varepsilon_{\star}(\mathrm{el}) - \log \varepsilon_{\odot}(\mathrm{el}) \]

Positive Δlog ε маънои higher abundance in HD 7927 relative to Sun ва negative value lower abundance-ро дорад.

Chemical composition чӣ нишон медиҳад?

Дар direct comparison-и Table 3, барои carbon log ε(C) = 8,36 ва Δlog ε = −0,07 relative to Sun; nitrogen log ε(N) = 8,70 ва Δlog ε = +0,87; oxygen log ε(O) = 8,96 ва Δlog ε = +0,27; sodium log ε(Na) = 6,70 ва Δlog ε = +0,49 дода шудааст. Барои iron log ε(Fe) = 7,47 ва Δlog ε = 0,00.

Аммо ҳангоми interpreting C, N ва Na values, non-LTE, яъне non-local-thermodynamic-equilibrium effects муҳиманд. Researchers бо такя ба previous calculations мегӯянд, ки барои N I lines corrections тақрибан −0,5 то −0,6 dex, барои C I lines тақрибан −0,2 то −0,3 dex лозим аст; барои Na abundance низ reducing non-LTE effect-и magnitude тақрибан 0,1–0,2 dex мавҷуд аст. Барои O I 6300,30 Å line non-LTE effect insignificant гуфта мешавад.

Бо accounting for these corrections, main qualitative conclusion тағйир намеёбад: carbon relatively deficient, nitrogen ва sodium relatively enhanced; majority of other investigated elements near-solar abundances нишон медиҳанд.

Чаро Figure 3 махсусан муҳим аст?

Figure 3 element-abundance differences between HD 7927 and Sun-ро дар same axis нишон дода, main chemical result-и study-ро visible мекунад. Mg, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Fe, Y, Zr, Ba, La, Ce, Nd ва Gd values near zero line generally near-solar heavy-element pattern нишон медиҳанд, C, N ва Na бошад махсус муҳокима мешаванд.

Дар figure non-LTE corrections барои C, N ва Na низ separately shown мебошанд. Аз ин рӯ raw differences дар Table 3, махсусан +0,87 dex for nitrogen, набояд direct final physical abundance difference interpretation шаванд. Own interpretation-и study ин аст, ки пас аз non-LTE corrections ҳам C deficiency ва N/Na excess боқӣ мемонанд.

Чаро oxygen result бояд cautious interpretation шавад?

Oxygen abundance танҳо аз O I 6300,30 Å line ҳамчун log ε(O) = 8,96 calculated шудааст. Researchers ошкоро мегӯянд, ки reliability-и determination based on single line метавонад limited бошад.

After applying non-LTE C ва N corrections, total C+N+O abundance log ε(C+N+O) = 9,07 ёфт шудааст; comparison value for Sun = 8,92. Authors evaluate мекунанд, ки slightly higher total in HD 7927 метавонад на true C+N+O enrichment, балки uncertainty in oxygen abundance бошад.

Натиҷаҳое, ки study дастгирӣ мекунад

• For HD 7927 atmosphere model T_eff at about 7350 K determined шуд.
• Main analysis surface gravity log g = 0,4 ± 0,2 медиҳад.
• Fe II lines microturbulence result ξ_t = 7,5 ± 1 km/s-ро дастгирӣ мекунанд.
• Iron ва most investigated elements near-solar abundances нишон медиҳанд.
• C, N ва Na evolutionary abundance pattern-и distinct from other elements нишон медиҳанд.
• Non-LTE effects махсусан барои quantitative interpretation-и C, N ва Na муҳиманд.
• Oxygen result аз сабаби based on single line будан бояд cautiously interpreted шавад.

Натиҷаҳое, ки study дастгирӣ намекунад ё directly test намекунад

Study nuclear reactions inside HD 7927-ро direct image намекунад ва deep-mixing mechanism-ро direct measure намекунад. Observed surface abundances дар context-и evolutionary models interpretation мешаванд. Research multi-epoch study барои tracking spectral changes over time ҳам нест; observational spectrum 15 December 2018 гирифта шудааст. HD 7927 definitively entered hypergiant stage буданаш низ бо ин study исбот нашудааст.

Ҳамин тавр, chemical abundance pattern in study маънои онро надорад, ки all F-class supergiants same quantitative values доранд. Results ба atmosphere of HD 7927, spectral lines used, atmosphere-model assumptions ва LTE/non-LTE assessments вобастаанд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Observation ва data-processing parameters

Balmer lines

Observed equivalent widths of these three Balmer lines бо theoretical atmosphere-model values comparison шуда, барои determining T_eff-log g solution истифода шуданд. Addition-и photometric [c1] ва Q constraints common solution region-и Figure 1-ро сохт.

Main parameters-и atmosphere model

Technical framework-и element-abundance analysis

Atmosphere model бо T_eff = 7350 ± 200 K ва log g = 0,4 ± 0,2 parameters using Kurucz ATLAS 9 сохта шуд. Fe II lines барои microturbulence ва iron abundance preferred шуданд ва atomic data for spectral lines аз VALD-3 database гирифта шуданд.

Study broad element set-ро тавассути C I, N I, O I, Na I, Mg I, Si I, Ca I ва Sc II, Ti II, V II, Cr II, Fe II, Y II, Zr II, Ba II, La II, Ce II, Nd II, Gd II lines арзёбӣ мекунад. Table 2 барои each line wavelength, excitation potential of lower energy level, oscillator strength log gf, equivalent width ва log ε calculated from line-ро медиҳад.

Main chemical results

When Table 3 and Figure 3 are considered together, chemical signature-и study ҳамчун differentiation particularly in C, N ва Na rather than broad global metal enrichment пайдо мешавад. Researchers pattern-ро дар context-и processed interior material becoming visible in atmosphere through mixing during stellar evolution тафсир мекунанд.

Non-LTE corrections

Муҳим source-internal inconsistencies

Surface-gravity uncertainty: Abstract, atmosphere-parameters section ва main result around Figure 1 give log g = 0,4 ± 0,2, while first item of conclusions writes log g = 0,4 ± 0,1. Source explanation намедиҳад. Аз ин рӯ repeated main-analysis value 0,4 ± 0,2 асос гирифта шуда, ±0,1 in conclusion ҳамчун source-internal inconsistency нигоҳ дошта шудааст.

Fe II equivalent-width threshold: Microturbulence section мегӯяд танҳо Fe II lines with W < 280 mÅ used шуданд. Аммо Table 1 equivalent width-и Fe II 6147,73 Å line-ро 281 mÅ list мекунад. Study explains намекунад, ки чаро ин 1 mÅ threshold exceedance дар table included шудааст.

Main scientific limitations

Study ба one-dimensional atmosphere-model approach асос ёфтааст ва researchers худашон discuss мекунанд, ки LTE assumption барои баъзе spectral species sufficient нест. Non-LTE corrections барои C, N ва Na therefore critical мебошанд. Ин corrections на бо detailed non-LTE atomic model махсус барои HD 7927 re-calculated, балки based on relevant literature results арзёбӣ шудаанд.

Oxygen abundance аз only one O I line гирифта шудааст, ки uncertainty-и interpretation of total C+N+O-ро зиёд мекунад. Also study based on spectrum from a single observation date аст ва possible temporal changes in stellar atmosphere-ро test намекунад.

Эзоҳи Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии кор: THE ATMOSPHERE OF SUPERGIANT STAR HD 7927 (F0 Ia): FUNDAMENTAL PARAMETERS AND CHEMICAL COMPOSITION

Муаллифон: Z. A. Samedov; G. M. Hajiyeva.

Author order: Z. A. Samedov first author, G. M. Hajiyeva second author. Source equal-first-author ё equal-contribution statement надорад.

Institutions: Z. A. Samedov — Department of Astrophysics, Baku State University, Baku, Azerbaijan; Division of Physics of stellar atmospheres and magnetism, Shamakhy Astrophysical Observatory, Shamakhy, Azerbaijan. G. M. Hajiyeva — Division of Physics of stellar atmospheres and magnetism, Shamakhy Astrophysical Observatory, Shamakhy, Azerbaijan; Graduate School of Science, Art and Technology, Khazar University, Baku, Azerbaijan.

Corresponding/contact-author information: Visible bibliographic part-и article explicit “corresponding author” label надорад. Email haciyevagunay@yahoo.com барои G. M. Hajiyeva дода шудааст. Аз ин рӯ absence of explicit label нигоҳ дошта шуда, contact address бо G. M. Hajiyeva associated шудааст.

Source type: Peer-reviewed original scientific research article (“Original scientific paper”).

Journal: Serbian Astronomical Journal.

Issue and pages: 212 (2026), 89–95.

DOI:10.2298/SAJ250505001S

Official publication record:DOISerbia article record

Publishing institutions: Astronomical Observatory of Belgrade ва Faculty of Mathematics, University of Belgrade.

Received/submission date: 5 May 2025.

Acceptance date: 17 November 2025.

Publication year: 2026.

License: Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).

Funding: Source text separate funding statement надорад.

Data availability: Source text separate data-availability statement надорад.

Conflict of interest: Source text separate conflict-of-interest statement надорад.

CRediT/author contributions: Source text separate CRediT ё detailed author-contribution statement надорад.

Ин Verianla explanation аз ҷиҳати scientific results танҳо ба study-и Samedov ва Hajiyeva асос ёфтааст. External sources барои adding new astronomical finding, element abundance, mechanism ё numeric result истифода нашуда, танҳо барои bibliographic verification of publication identity, DOI ва journal peer-review policy истифода шудаанд.

Main methodological limitations-и study: use of one-dimensional atmosphere model, sensitivity of C-N-Na abundances to non-LTE corrections, oxygen abundance based on single O I 6300,30 Å line, ва spectral observation performed on a single date. Also source two different uncertainties ±0,2 and ±0,1 барои log g дорад ва despite Fe II line-selection statement W < 280 mÅ, a 281 mÅ row appears in table. Ин differences silently corrected нашудаанд.