[論文レビュー] Common Proper Motion Search for Faint Companions Around Early-Type Field Stars - Progress Report

V. D. Ivanov, G. Chauvin+6 more|arXiv (Cornell University)|Oct 5, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 6被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、太陽から300 pc以内に位置する341個の初期期場星（A型およびB型）に対して、VLT/NACO機器を用いた高精度な適応望遠鏡サーベイを実施し、微弱な連星を検出する。複数エポックの観測とモンテカルロシミュレーションを組み合わせることで、物理的連星の検出において約67％の完全性を達成し、場星における連星頻度の均一な評価と、星形成領域との比較が可能となった。

ABSTRACT

The multiplicity of early-type stars is still not well established. The derived binary fraction is different for individual star forming regions, suggesting a connection with the age and the environment conditions. The few studies that have investigated this connection do not provide conclusive results. To fill in this gap, we started the first detailed adaptive-optic-assisted imaging survey of early-type field stars to derive their multiplicity in a homogeneous way. The sample has been extracted from the Hipparcos Catalog and consists of 341 BA-type stars within ~300 pc from the Sun. We report the current status of the survey and describe a Monte-Carlo simulation that estimates the completeness of our companion detection.

研究の動機と目的

• 体積制限付きの均一なサンプルにおける初期期場星の多重性周波数を特定すること。
• 初期期星における連星頻度が、晩期星と同様に環境条件や年齢に依存するかどうかを調査すること。
• 明るい初期期星の周囲に微弱な連星を検出する課題を、高分解能適応望遠鏡画像法によって克服すること。
• 場星の多重性を、星形成領域における準主系列および主系列星の多重性と比較するためのベンチマークを確立すること。
• 1〜2年間の基準で共通の視運動を測定することで、物理的連星を検証すること。

提案手法

• 距離 ≤300 pc、自己運動 ≥27 mas/yr、V等級 5–6 のヒッパルコス・カタログに掲載された341個のA型およびB型の場星を選定し、NACO観測に最適な条件とする。
• VLTのNAOS–CONICA（NACO）機器を用いて観測し、ピクセルスケール27.03 mas/px、視野27.7×27.7 arcsecを採用。
• 1対の標的に対して9回のジッタード露光を実施し、合計で約7.5分の積算時間とし、その後スカイ差し引き、フラット補正、画像のアライメントおよび合成を実施。
• 点像関数（PSF）適合と減算を適用して、主星周辺の微弱な連星を検出。
• 星のパラメータ（距離、スペクトル型、光度）、初期質量関数（Kroupa et al. 1993）、軌道分布（Duquennoy & Mayor 1991）、および等級差と角度分離に基づく検出可能性基準を組み込んだモンテカルロシミュレーションを実施。
• シミュレーションを用いてサーベイの完全性を推定し、軌道周期、分離距離、等級差、スペクトル型の検出可能な分布を予測。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 体積制限付きで均一なサンプルにおける初期期場星の真の連星周波数は何か？
• RQ2 初期期場星の多重性は、星形成領域における初期期星と比べて、環境依存性を示すか？
• RQ3 密度の高い環境における動的進化を考慮すると、星形成系の年齢が初期期星の連星頻度にどの程度影響を及ぼすか？
• RQ4 さまざまな分離距離および等級差において、本サーベイの物理的連星検出の完全性はどの程度か？
• RQ5 最初のエポックで検出された候補連星の物理的関連性は、共通の視運動によって確認できるか？

主な発見

• 2005年9月時点で、341個の標的星のうち196個が観測済みであり、そのうち152個が解析済みで、81個の単星と71個の候補連星（確認待ち）が得られた。
• モンテカルロシミュレーションによると、検出可能性の閾値と観測制約を考慮した場合、本サーベイはサンプル内の物理的連星の約2/3（67％）を検出できると予測されている。
• A型星（100 Myr）を対象とした場合、200 pcの距離まで、0.4 arcsecの分離で10σの有意水準でM4型の連星を検出可能である。
• B型星の周囲の連星は、A型星の連星よりも若い（約10 Myr）、明るく、したがって検出が容易であると予想される。
• シミュレートされた検出可能な周期分布は、理論的Duquennoy & Mayor（1991）分布とよく一致しており、角度分離および等級差の制約により、検出可能なシステムが短周期に偏っている。
• モデルは、等級差と角度分離が、特に0.5 arcsec未満の分離では検出可能性を制限する主な要因であることを示している。