[論文レビュー] A deep look into the core of young clusters. II. lambda-Orionis

H. Bouy, N. Huélamo+15 more|arXiv (Cornell University)|Jul 2, 2009

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 28被引用数 9

ひとこと要約

本研究は、視界制限および適応光学画像を用いて、若年性のλ-オリオンス星団の中心部における深さのある多波長調査を実施し、非常に低質量および亜星団メンバーを特定した。9例の新しい候補メンバーを報告し、3つの視覚的二重星系を解明した。そのうちの1つは、F8V型星に155 AUの距離で存在する可能性のある褐色矮星の伴星である。一方、中心のO8III型星の1–2.5"以内には質量の大きな伴星が存在しないことが除外された。

ABSTRACT

Over the past years, the lambda-Orionis cluster has been a prime location for the study of young very low mass stars, substellar and isolated planetary mass objects and the determination of the initial mass function and other properties of low mass cluster members. In the continuity of our previous studies of young associations cores, we search for ultracool members and new multiple systems within the central 5.3' (~0.6pc) of the cluster. We obtained deep seeing limited J, Ks-band images of the 5.3' central part of the cluster with NTT/SofI and H-band images with CAHA/Omega2000. These images were complemented by multi-conjugate adaptive optics (MCAO) H and Ks images of the 1.5' central region of the lambda-Orionis cluster obtained with the prototype MCAO facility MAD at the VLT. The direct vicinity of the massive lambda-Ori O8III-star was probed using NACO/SDI at the VLT. Finally, we also retrieved Spitzer IRAC images of the same area and used archival Subaru Suprime-Cam and CFHT CFHT12K i-band images. We report the detection of 9 new member candidates selected from optical and near-IR color-color and color-magnitude diagrams and 7 previously known members. The high spatial resolution images resolve 3 new visual multiple systems. Two of them are most likely not members of the association. The third one is made of a brown dwarf candidate companion to the F8V star HD36861C. The simultaneous differential images allow us to rule out the presence of visual companions more massive than M>0.07Msun in the range 1-2.5", and M>0.25Msun in the range 0.5-2.5"

研究の動機と目的

• λ-オリオンス星団の中心5.3′における非常に低質量および亜星団メンバーを特定すること。これは、若年齢における初期質量関数を研究する上で重要な対象である。
• 特に褐色矮星や低質量星を含む視覚的二重星系を、星団の密集した中心部で検出および特徴づけること。
• 高対比画像法を用いて、質量の大きなλ-オリオンスO8III型二重星の周囲に存在する未解明の伴星の存在を制約すること。
• 地上および宇宙望遠鏡からの複数エポック・複数波長データを統合し、若い星団環境における低質量および亜星団対象の集計を向上させること。

提案手法

• NTT/SofIを用いたJおよびKsバンドの深さのある画像取得、およびCAHA/Omega2000を用いたHバンドの画像取得により、視界制限解像度で星団中心部を調査した。
• VLTのMAD装置を用いた多共役適応光学（MCAO）を用いて、1.5′の中心領域でHおよびKsバンドの diffraction-limited 画像を得た。
• VLTのNACO/SDIを用いた直接画像法により、明るいλ-オリオンスO8III型星の周囲を高対比で調査した。
• Spitzer IRAC、Subaru Suprime-Cam、CFHT CFHT12Kのiバンド画像を統合し、光学および近赤外波長域における分光的カバーを拡充した。
• 色-色図および色-等級図分析を適用し、星団シーケンスに対するその分光的性質に基づいて候補メンバーを同定した。
• 解明された系の位置測定および分光測定分析を実施し、物理的関連性およびメンバー状態を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 λ-オリオンス星団の中心5.3′における非常に低質量および亜星団対象の集団はどのようなものであり、初期質量関数にどのように寄与しているか？
• RQ2 星団中心部に、褐色矮星や低質量星を含む未解明の視覚的二重星系は存在するか？その軌道的特徴は何か？
• RQ3 1–2.5"の距離で、質量の大きなλ-オリオンスO8III型星の周囲に亜星団伴星が存在する可能性の上限は何か？
• RQ4 新たに解明された系の分光的および位置測定的性質は、星団シーケンスとどのように比較されるか？それらはメンバー状態および物理的関連性について何を示唆するか？

主な発見

• 色-色図および色-等級図分析に基づき、Ks等級が13.27～17.25等の9例の新しい非常に低質量および亜星団候補メンバーが同定された。
• 3つの視覚的二重星系が解明された：LOri-MAD-20 と -19（分離角0.515″）、LOri-MAD-23 と -22（0.944″）、LOri-MAD-30 と -29（0.384″）。後者は、F8V型星に褐色矮星伴星を有する可能性がある。
• LOri-MAD-30 と -29 が物理的関連性を持つ場合、F8V型星と0.040 M☉の褐色矮星が、約155 AUの投影距離で存在することになる。
• NACO/SDIによる高対比画像法により、λ-オリオンスO8III型星の1–2.5"以内では0.07 M☉より大きな視覚的伴星が存在しないことが除外され、0.5–2.5"の範囲では0.25 M☉より大きな伴星が存在しないことが示された。
• 外側の2組の二重星系（LOri-MAD-20 と -19、LOri-MAD-23 と -22）は、星団シーケンスと一貫しない色および明るさのため、物理的メンバーである可能性は低い。
• 若い星団環境において、太陽型星の155 AUの距離に褐色矮星が存在する可能性が確認されたのは、場所や他の若い連星系と比較して極めてまれな発見であり、重要である。