[論文レビュー] Composition of the galactic center star cluster

Rainer Buchholz, R. Schöedel+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 29, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 5

ひとこと要約

本研究は、適応光学を用いた狭帯域フォトメトリーを用いて、銀河中心核集合星団内の星族のスペクトルエネルギー分布（SED）を導出し、COバンドヘッド吸収を用いて星の分類を行う。遅いタイプ星族には星族のくびれ構造の証拠がなく、むしろコア型構造を示し、Kバンドの等級関数（KLF）の勾配は銀河バルジと一致しており、動的分離があるにもかかわらず初期質量関数が類似している可能性を示唆している。

ABSTRACT

We present a population analysis of the nuclear stellar cluster of the Milky Way based on adaptive optics narrow band spectral energy distributions. We find strong evidence for the lack of a stellar cusp and a similarity of the late type luminosity function to the bulge KLF.

研究の動機と目的

• 銀河中心核集合星団内の早期・遅いタイプ星の空間的分布および等級関数を調査すること。
• 遅いタイプ星族が、動的モデルで予測されるようにくびれ構造を示すかどうかを特定すること。
• 銀河中心のKバンド等級関数（KLF）と銀河バルジのKLFを比較し、初期質量関数および進化の類似性を評価すること。
• 高感度SEDフィッティングを用いて、従来の研究を上回る深さまで中央パーセク内の星の分類を拡張すること。
• くびれの欠如を説明する代替的仮説（質量分離、衝突、ブラックホール降着シナリオなど）を検証すること。

提案手法

• ESO VLTのNACO装置を用い、適応光学補正を施したHバンドおよびKバンドの高解像度狭帯域フォトメトリーを取得した。
• 8つのフィルタ（COバンドヘッドに感受性を持つ中間帯域を含む）を用いて、中央パーセク内に存在する5,914個の天体のスペクトルエネルギー分布（SED）を構築した。
• λ > 2.24 μmにおけるCOバンドヘッド吸収に基づき、SEDに減光を加えた黒体放射モデルをフィッティングすることで星を分類した。
• Kバンド等級15.5まで信頼性のある分類が可能となり、従来の研究を上回る深さでの分析が可能になった。
• 空間的分布を定量化するために、パワー則（β）を用いて投影表面密度プロファイルをフィッティングし、早期・遅いタイプ星族を区別した。
• 遅いタイプ星族のKバンド等級関数（KLF）を銀河バルジのKLFと比較し、パワー則をフィッティングして勾配の違いを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河中心の遅いタイプ星族は、動的モデルが予測するようにくびれ構造を示すか？
• RQ2 銀河中心の遅いタイプ星族のKバンド等級関数（KLF）は、銀河バルジのKLFとどのように比較されるか？
• RQ3 銀河中心クラスタの非常に中心部で巨星が枯渇している原因は何か？
• RQ4 動的分離が仮定されているにもかかわらず、銀河中心と銀河バルジの初期質量関数は整合的か？
• RQ5 早期・遅いタイプ星の観測された空間的および等級関数的分布は、中質量または超大質量ブラックホールを含むモデルを支持するか、あるいは反証するか？

主な発見

• 銀河中心の遅いタイプ星族にはくびれがなく、むしろコア型構造を示しており、2つの半径領域でそれぞれβ₁ = 0.17 ± 0.09およびβ₂ = -0.70 ± 0.09の投影密度勾配を示した。
• 銀河中心の遅いタイプ星族のKバンド等級関数（KLF）のパワー則勾配はα_GC = 0.23 ± 0.02であり、誤差の範囲で銀河バルジのKLF勾配（α_bulge = 0.3）と一致した。
• 早期タイプ星族のKLFは、遅いタイプ星族よりも顕著に平坦であり、以前の報告を確認したが、等級限界をK < 15.5 magまで拡張した。
• 早期タイプ星族の投影密度は半径とともに急激に低下し、最良適合パワー則勾配はβ = -1.49 ± 0.12であり、以前の観測結果と一致した。
• K < 15.5 magまで遅いタイプ星族にくびれがないことは確認され、以前の研究（K < 12 magに限界）を上回る深さまで拡張された。
• 銀河中心の遅いタイプ星族のKLF勾配と銀河バルジのKLF勾配の一致は、初期質量関数が類似している可能性を示唆しており、銀河中心が動的に独立した系であるにもかかわらず成立する。