[論文レビュー] A WISE Observation of a coolest brown dwarf, CFBDSIR 1458+1013

E. L. Wright, Amy Mainzer+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 13, 2011

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、WISE 4.6 μm光度を用いて、最も低温の既知の褐色矮星、CFBDSIR 1458+1013B と WD 0806-661B を比較した。その結果、1458+1013B は WD 0806-661B よりも顕著に高温で明るいことが判明した。色-等級関係と放射率比のモデル化により、著者らは1458+1013Bの絶対等級が M_W2 = 14.85、効果温度が 370 ± 40 K であると結論づけた。一方、WD 0806-661B はより低温（約300 K）で暗く、Jバンド等級が予測で22.6に達するため、その後続の分光観測は極めて困難である。

ABSTRACT

The Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) has detected the close binary brown dwarf system CFBDSIR 1458+1013AB as WISEP J145829.35+101341.8 with a combined magnitude at 4.6 microns of W2 = 15.488+/-0.147. This allows a comparison with another "coolest" brown dwarf candidate WD 0806-661B that has been observed at 4.5 microns with [4.5] = 16.75+/-0.05. Here we use the WISE data to show that 1458+1013B is almost certainly warmer and more luminous than WD 0806-661B.

研究の動機と目的

• WISEデータを用いて、最も低温の既知の褐色矮星2個、CFBDSIR 1458+1013B と WD 0806-661B の赤外線の明るさと温度を比較すること。
• 4.6 μm等級と色インデックスを分析することで、2者の中でどちらがより高温で明るいかを特定すること。
• T型矮星の固有の色-等級関係を推定し、観測されたWISEおよびJバンドデータから放射率比と絶対等級を推定すること。
• 非常に赤く暗い褐色矮星、たとえば WD 0806-661B のような対象に対する将来的な分光観測の可能性を評価すること。

提案手法

• WISE全天サーベイデータを用いて、二重星系 CFBDSIR 1458+1013AB の合成W2等級を4.6 μmで15.488 ± 0.147と測定した。
• 線形モデル M_W2 = a + b(J−W2) を用いた色-等級フィットを行い、a = 11.14、b = 0.701 とした。このモデルにより、絶対等級とJ−W2色の関係を定式化した。
• T型矮星のサンプル（既知の距離を持つもの）と1458+1013のA/B成分を用いて、4.6 μmにおける放射率比 f = F_A/F_B をフィットし、f = 1.85 ± 0.61 を得た。
• 得られた放射率比を応用し、B成分がA成分よりも赤くなると仮定して、1458+1013Bの個別等級と色を推定した。
• WD 0806-661B の予測J−W2色を5.9 ± 0.6として、距離19.2 ± 0.6 pcを仮定してJバンド等級をJ = 22.6と推定した。
• 先行研究による効果温度推定値と絶対等級を用いて、両対象の明るさと温度を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 WISE 4.6 μm光度に基づいて、CFBDSIR 1458+1013B は WD 0806-661B よりも高温で明るいか？
• RQ2 CFBDSIR 1458+1013二重星の成分間の4.6 μmにおける放射率比は何か？ また、この比は二次的成分の推定明るさにどのように影響するか？
• RQ3 WD 0806-661B のJ−W2色はどれほど赤いか？ そして、これはJバンドでの検出可能性にどのような意味を持つのか？
• RQ4 T型矮星の色-等級関係を用いて、極めて低温な褐色矮星の絶対等級と放射率比を信頼性を持って推定できるか？
• RQ5 WD 0806-661B の予測Jバンド等級が22.6であるという事実は、その後続分光観測にどのような意味を持つのか？

主な発見

• CFBDSIR 1458+1013AB の合成WISE W2等級は、4.6 μmで15.488 ± 0.147であり、3.4 μmでの2σ上限はW1 > 16.84等級である。
• 4.6 μmにおける放射率比 f = F_A/F_B は1.85 ± 0.61と推定され、B成分がこの波長域でA成分よりも顕著に暗いことが示された。
• 1458+1013B の絶対等級は M_W2 = 14.85 であり、これはWD 0806-661B の予測 M_W2 = 15.28 よりもはっきりと明るい。
• 1458+1013B の効果温度は370 ± 40 K である一方、WD 0806-661B は約300 K と推定され、より低温であることが確認された。
• WD 0806-661B の予測J−W2色は5.9 ± 0.6であり、Jバンド等級が22.6に達すると予想される。これは地上望遠鏡では観測不可能であり、ハッブル宇宙望遠鏡でさえも困難である。
• WISE全天サーベイは、より近く、赤く、明るい褐色矮星をさらに発見するものと予想され、これは極めて暗く赤い対象（たとえば WD 0806-661B）よりも、詳細な研究に適した対象を提供するだろう。