[論文レビュー] Brown Dwarfs in the Pleiades Cluster. III. A deep IZ survey

M. R. Zapatero Osorio, R. Rébolo+6 more|ArXiv.org|Oct 3, 1998

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 36

ひとこと要約

本研究は、中央ペライアデス星団における1.05 deg²の深さのあるIZバンドCCDサーベイを実施し、I ~ 22 magまで検出可能な40個以上の亜星候補を特定した。これは質量が約0.08 M☉から0.03 M☉にまで及ぶ。サーベイはI–Z ≥ 0.5の明るくない非常に赤い対象を特定し、光度測定とマップを提供することで、低質量の白色矮星および亜星領域における初期質量関数の決定に向けた基盤を築いた。

ABSTRACT

We present the results of a deep CCD-based IZ photometric survey of a ~1 sq. deg area in the central region of the Pleiades Galactic open cluster. The magnitude coverage of our survey (from I~17.5 down to 22) allows us to detect substellar candidates with masses between 0.075 and 0.03 Msol. Details of the photometric reduction and selection criteria are given. Finder charts prepared from the I-band images are provided.

研究の動機と目的

• 若い近くのペライアデス星団に存在する非常に低質量および亜星対象を検出および同定すること。
• 特に0.05 M☉未満の低質量領域への感度を、従来の光度測定サーベイを拡張すること。
• 後続の分光的および赤外線的確認のための、明るくない赤い候補の包括的サンプルを提供すること。
• 星団データを用いて、亜星領域における初期質量関数（IMF）の決定に貢献すること。
• 非常に赤い対象のIバンドの明るさの測定を改善し、系統的誤差を低減すること。

提案手法

• ロケ・デス・ムチャチョス天文台に設置された2.5 mアイザック・ニュートン望遠鏡およびヤコブス・カプライン望遠鏡を用いて、深さのあるIZバンド画像撮影を実施した。
• 標準星を用いた光度測定の還元とキャリブレーションを実施し、赤い対象のための色項補正に注意を払った。
• I–Z色（≥ 0.5）およびIバンドの明るさ（17.5から22）に基づく選別基準を適用し、非常に赤く明るくない源を特定した。
• すべての候補者に対して2′×2′のIバンドのマップを生成し、後続観測の支援を行った。
• 既存のサーベイと照合し、理論的モデル（NextGen）を用いて、明るさから質量を推定した。
• 完全性限界と光度測定の不確実性を評価し、色依存のフィルター応答によるIバンド明るさに約0.25 magのずれが生じていることに注意を払った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ペライアデス星団における質量範囲0.03–0.08 M☉の亜星対象の数と分布は何か？
• RQ2 I–Z色-明るさ図における明るくない非常に赤い候補の光度的性質は、星団メンバーであることをどのように裏付けるか？
• RQ3 観測されたIバンド明るさの分布は、亜星領域における真の初期質量関数をどの程度反映しているか？
• RQ4 非常に赤く低質量の対象におけるIバンド光度測定の正確性はどの程度か？信頼性のある質量推定のためにはどのような補正が必要か？
• RQ5 検出された候補のうち、後続の分光的確認によって本物の白色矮星と特定される可能性が高いのはどれか？

主な発見

• Iバンド明るさが17.5から22の間である、明るくない非常に赤いIZ候補が40個以上検出され、これは低質量または亜星対象を示している。
• サーベイはI ~ 21 magで完全性に達しており、NextGen進化モデルによると、質量限界は約0.035 M☉に相当する。
• 理論的モデルは、ほこりの形成効果を組み込むと推定される質量が約8％低減されることを示唆しており、より良いモデルの必要性を示している。
• Iバンドの光度測定値は、文献値と比較して系統的に約0.25 mag明るく測定されており、色依存のフィルター応答およびキャリブレーションの問題によるものとされる。
• I ~ 17.8–19.5 magの7つの候補（ロケ17から4）は、Kバンド明るさ、径速度、スペクトル的特徴に基づき、すでに研究されており、星団メンバーである可能性が高い。
• 残りの候補、特に最も暗いものたちは、0.03–0.08 M☉の範囲での質量決定およびメンバーの確認のための後続分光観測の強力なターゲットである。