[論文レビュー] CCD uvby-beta photometry of young open clusters. I. The double cluster h and chi Persei

G. Capilla, J. Fabregat|ArXiv.org|Jun 4, 2002

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 19被引用数 17

ひとこと要約

本研究では、若い二重星団hおよびχペルセウスを対象として、高精度なCCD uvbyβ光度測定を実施し、V₀−c₀平面を用いて正確な星団パラメータを導出する。距離モジュラスは11.7 ± 0.1 mag、年齢はlog t = 7.10 ± 0.05年であり、強い可変性を示す赤化補正によって、過去の不一致が解消された。hペルセウスでは西側でE(b−y) = 0.328 ± 0.022から南東部で0.465 ± 0.024にまで赤化が変化するが、χペルセウスでは一定の赤化E(b−y) = 0.398 ± 0.025を示す。

ABSTRACT

We present CCD uvby-beta photometry for stars in the nuclei of the young double cluster h and chi Persei. We find that the reddening is highly variable through the h Persei nucleus, increasing from west to east, with values ranging from E(b-y)=0.328+-0.022 in the western part to E(b-y)=0.465+-0.025 in the south-east. Towards chi Persei the reddening is fairly constant, with E(b-y)=0.398+-0.025. Both clusters share a common distance modulus of 11.7+-0.1 mag., and an age of log t=7.10+-0.05 years.

研究の動機と目的

• 若い二重星団hおよびχペルセウスの距離モジュラスと年齢に関する長年の不一致を解消すること。
• 若い散開星団における微小な赤化の影響を扱い、等時曲線フィッティングを歪め、年齢推定に不確実性をもたらす問題に対処すること。
• uvby光度測定系のV₀−c₀平面における等時曲線フィッティングの有効性を検証し、若い星団における正確な年齢決定に応用可能かどうかを検討すること。
• hおよびχペルセウスが共通の年齢と距離を持つのか、あるいは複数回の星形成が発生したのかを特定すること。
• 過去の研究における系統的誤差、特に赤化の過剰補正と、巨星を星団メンバーと誤認する問題を是正すること。

提案手法

• 1998年11月に3夜にわたりカラホ・オブザーバトリウムの1.52m望遠鏡を用いて、深さのあるCCD uvbyβ光度測定を実施した。
• 6.9′×6.9′の視野を持つテクトロニクスTK 1024 AB CCDを用い、標準ストルムグレンu、v、b、yおよびHβの狭帯域・広帯域フィルターを用いて、短時間および長時間露光で観測した。
• 異なる空気質量での標準星（NGC 1039、NGC 6910、NGC 6913）を用いて、大気減光と標準uvby系への変換を決定し、光度測定を校正した。
• 等時曲線フィッティングにV₀−c₀平面を適用し、c₀インデックスがB型星の温度に非常に感受的で、赤化依存性が小さいことを利用した。
• キルケンとホイッティット（1985）の関係式を用いて、青色超巨星の個々の赤化値を計算し、空間的に可変な赤化マップの妥当性を検証した。
• 赤化補正にはRANBO2コードを、データの減少および解析にはIRAF/Starlinkツールを用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 hおよびχペルセウス星団の真の距離モジュラスは何か？ 両者間で一貫性があるか？
• RQ2 hおよびχペルセウスの真の年齢は何か？ 両者は共通の年齢を持つのか、あるいは異なる形成期を示すのか？
• RQ3 空間的に可変な赤化は若い散開星団における年齢推定にどのように影響を及ぼすか？ そして、それが正確に測定・補正可能か？
• RQ4 発光線を示す星や巨星は、V₀−c₀平面における等時曲線フィッティングをどの程度誤解を招くか？
• RQ5 なぜ過去の研究では年齢推定に矛盾が生じたのか？ 改良された光度測定と赤化補正によって、これらの不一致は解消可能か？

主な発見

• hペルセウス星団の核部における赤化は強く可変的であり、西側でE(b−y) = 0.328 ± 0.022から南東部で0.465 ± 0.024にまで増加する。
• χペルセウスでは、星団核部全体でE(b−y) = 0.398 ± 0.025というほぼ一定の赤化を示す。
• 両星団は共通の距離モジュラス11.7 ± 0.1 magを有しており、文献における過去の不一致が解消された。
• 両星団は共通の年齢log t = 7.10 ± 0.05年を有しており、1回の星形成イベントを示している。
• V₀−c₀平面を用いた等時曲線フィッティングは、空間的に解像された赤化補正を施した上で、年齢の不確実性を効果的に解消した。巨星は赤化補正後、log t = 7.10の等時曲線に一致した。
• MB01などの過去の研究では、赤化の過剰補正と、特に赤化が低い領域における巨星の非メンバーとされた誤認により、誤った年齢推定がなされた。