[論文レビュー] 2MASS wide field extinction maps: IV. The Orion, Mon R2, Rosette, and Canis Major star forming regions

M. Lombardi, J. Alves+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 26, 2011

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 1被引用数 60

ひとこと要約

本研究では、1900万個の2MASS星を用いてNicerおよびNicestアルゴリズムを適用し、オリオン、モノン・R2、ロゼット、カニス・マヨル星形成領域をカバーする約2,200 deg²の高解像度近赤外消光マップを提示する。3 arcmin解像度で0.03 magの1-σ感度を達成し、前方星密度モデル化により雲の距離を測定し、独立した距離推定と良好な一致を示した。これにより、雲間における質量および構造的差異が明らかになった。

ABSTRACT

We present a near-infrared extinction map of a large region (approximately 2200 deg^2) covering the Orion, the Monoceros R2, the Rosette, and the Canis Major molecular clouds. We used robust and optimal methods to map the dust column density in the near-infrared (NICER and NICEST) towards ~19 million stars of the Two Micron All Sky Survey (2MASS) point source catalog. Over the relevant regions of the field, we reached a 1-sigma error of 0.03 mag in the K-band extinction with a resolution of 3 arcmin. We measured the cloud distances by comparing the observed density of foreground stars with the prediction of galactic models, thus obtaining d_{Orion A} = (371 +/- 10) pc, d_{Orion B} = (398 +/- 12) pc, $d_{Mon R2} = (905 +/- 37) pc, $d_{Rosette} = (1330 +/- 48) pc, and $d_{CMa} = (1150 +/- 64) pc, values that compare very well with independent estimates.

研究の動機と目的

• 2MASS点源データを用いて、銀河系内の主要星形成領域の広域的・高ダイナミクスレンジな近赤外消光マップを生成すること。
• 観測された前方星密度と銀河系モデル予測を比較することで、分子雲への正確な距離を測定すること。
• 特に低消光および高消光領域における、分子雲の光学厚さ構造および質量分布を調査すること。
• 独立した距離推定と比較し、赤端法則の分析を通じて消光測定の信頼性を評価すること。
• 同じ物理的解像度で評価した累積質量関数を用いて、形状の異なる雲（例えば、凝縮型対比フィラメント型構造）における形態的および質量分布的差異を定量化すること。

提案手法

• 約1900万個の2MASS点源のJ、H、Ks等級から、Nicer（Near-Infrared Color Excess Revisited）およびNicest（改良版Nicer）アルゴリズムを適用して消光を導出した。
• 多バンド・ロバストな統計的手法を用いて、星族および背景雑音の影響を補正し、消光推定における系統的誤差を最小限に抑えた。
• 標準的なIndebetouwら（2005）の赤端法則を用いて消光をキャリブレーションしたが、モノン・R2では若い青星の汚染による異常な挙動のため、調整を加えた。
• Robin ら（2003）の銀河系モデルと観測された前方星数を比較し、星数分布のピークを距離指標として用いて雲の距離を推定した。
• 光学厚さ確率分布を計算し、雲の構造を特徴付けるために対数正規関数をフィットした。
• 等消光等高線内での質量を統合して累積質量関数を生成し、画像の劣化を用いてすべての雲で物理的解像度（FWHM ≈ 1.13 pc）を一致させた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリオン、モノン・R2、ロゼット、カニス・マヨル分子雲における、高角解像度および低感度限界でのチリの消光空間分布はどのように分布しているか？
• RQ2 銀河系モデルとの前方星密度比較から得られる距離推定はどの程度正確か？また、独立した測定と比較するとどうなるか？
• RQ3 これらの領域で測定された赤端法則は、標準的なIndebetouw ら（2005）の法則に従うか、あるいは星族の影響によってずれが生じるか？
• RQ4 同じ物理的スケールで解像した場合、形状の異なる雲（例：凝縮型対比フィラメント型構造）の質量分布および累積質量関数にはどのような差が生じるか？
• RQ5 消光ゼロ点の系統的誤差および距離の不確実性が、導出された雲の質量およびそれらの相対的比較にどの程度影響を及えるか？

主な発見

• 消光マップは3 arcmin解像度、Kバンドで0.03 magの1-σ感度を有し、約2,200 deg²をカバーしており、低密度ガスの検出が可能である。
• 雲の距離は、d_OrionA = (371 ± 10) pc、d_OrionB = (398 ± 12) pc、d_MonR2 = (905 ± 37) pc、d_Rosette = (1330 ± 48) pc、d_CMa = (1150 ± 64) pcと測定され、独立した推定と良好な一致を示した。
• 大部分の領域で赤端法則は標準的なIndebetouw ら（2005）の法則と一致したが、モノン・R2ではオリオンOB1 associationに由来する若い青星の汚染による過剰消光が原因でずれが生じた。
• すべての雲の光学厚さ確率分布は、対数正規関数で良好にフィットされ、乱流的で自己重力支配の雲構造を示した。
• 累積質量関数は、オリオンAやλオリオンスなどの雲で明確な構造的差異を示した。特に、後者は分散物質のため、急激な低下を示した。
• すべてのマップを共通の物理的解像度（FWHM ≈ 1.13 pc）に劣化させた後でも、内部構造の差が顕著に残り、凝縮雲では高消光プラトーが維持された一方、拡散雲では質量の分散が顕著に見られた。