[論文レビュー] Binary fraction in low-mass star forming regions: a reexamination of the possible excesses and implications

Gaspard Duchêne|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 1998

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、複数の調査を統一した手法で再分析し、若い星形成領域における低質量連星の割合を検討した。Taurusでは、4–2000 AUの範囲で主系列星と比較して1.7倍の連星頻度の過剰が示された。Taurusでは5つの新しい同伴星が同定され、連星の性質が領域によって異なる可能性が示唆されたが、解像度とサンプルサイズの制限により、形成モデルは未だ制約されていない。

ABSTRACT

Various surveys of low-mass binaries in star forming regions have been performed in recent years. They reached opposite conclusions concerning possible binary excesses in some of these associations. I develop a consistent method to reanalyze all these studies, so that I can compare all data consistently, and understand the previous findings. I also report the detection of five new companions to Taurus members. It appears that binary fraction in Taurus exceeds the main sequence value by a factor of 1.7 in the range 4-2000 AU. The companion star fraction in this separation range is the same as the overall main sequence fraction. Ophiuchus, Chameleon, and possibly Lupus show similar excesses, although with lower confidence levels. Binaries in Ophiuchus seem to have larger flux ratios (towards faint companions) than in Taurus. It appears very unlikely that all very young star forming regions have binary excesses. The binary fraction seems to be established after $\sim$ 1 Myr, but the precise nature of the difference between various regions is still unclear (overall binary fraction, orbital period distribution). It is not currently possible to put constraints on the binary formation models: higher angular resolution and larger sample sizes will be required.

研究の動機と目的

• 複数の調査にわたる一貫した分析手法を適用することで、低質量星形成領域における連星過剰に関する矛盾する報告を解消すること。
• 若い星形成領域が主系列星と比較して、連星頻度が高まっているかどうかを特定すること。
• Taurus、Ophiuchus、Chameleon、Lupusなどの領域間で、分離距離やフラックス比といった連星特性の違いを調査すること。
• 現在の観測データを用いて、連星形成モデルに対する制約を評価すること。

提案手法

• 低質量連星の星形成領域に関する過去の複数の調査結果を再処理するため、一様なデータ分析フレームワークを適用した。
• 主系列星の統計と比較するため、4–2000 AUの分離範囲における連星頻度を別々に分析した。
• 全領域にわたって一貫した光度および天体測位基準を用いて、同伴星の検出を検証した。
• フラックス比分布を地域間で比較し、同伴星の明るさの違いを評価した。
• サンプルサイズと検出限界に基づいて算出された信頼水準を用いて、連星過剰の統計的有意性を評価した。
• 観測された連星頻度を主系列値と比較し、連星形成における進化的傾向を推察した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低質量星形成領域では、主系列星と比較して統計的に有意な連星過剰が認められるか？
• RQ2 Taurus や Ophiuchus のような領域間で、分離距離やフラックス比といった連星特性が体系的に異なるか？
• RQ3 連星頻度は、星形成開始後約1 Myr以前か以降に決定づけられるか？
• RQ4 現在のデータがどの程度連星形成モデルを制約できるか？
• RQ5 観測された連星特性の差は、観測バイアスによるものか、それとも本質的な物理的変動によるものか？

主な発見

• Taurusでは、4–2000 AUの分離範囲で、主系列星の値に比べて1.7倍の連星頻度が示された。
• Taurusのメンバーに対して5つの新しい同伴星が検出され、この領域における連星過剰を裏付けるものとなった。
• Ophiuchus、Chameleon、およびおそらくLupusでも連星過剰が認められたが、統計的信頼性は低かった。
• Ophiuchusの連星では、Taurusのものと比較してより大きなフラックス比（やや暗い同伴）を示した。
• 連星頻度は、星形成開始後約1 Myrの時点で既に決定づけられているように見える。
• 限られた角分解能とサンプルサイズのため、現在のデータでは連星形成モデルを制約することが不十分である。