[論文レビュー] Deep HST Observations of Star Clusters in NGC 1275

Matthew N. Carlson, Jon A. Holtzman+4 more|Feb 2, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 55

ひとこと要約

本研究では、NGC 1275の深宇宙HST/WFPC2画像を分析し、コン pact な星団を同定・特徴付け、2つのピークを持つ色分布を明らかにした。これは、古く（赤、B-R₀ ≈ 1.3）および若く（青、B-R₀ ≈ 0.4）の異なる世代の星団を示している。青い星団は1つの年齢の集団（約0.1–1 Gyr）を形成しており、光度関数が測定限界まで上昇しているため、古くからの球状星団とは異なる初期質量関数であるか、または明るさの小さい星団の選択的破壊が原因である可能性がある。若年星団の特定周波数は古年星団よりも高いことから、合体が球状星団形成を効率的に行う可能性がある。

ABSTRACT

We present an analysis of compact star clusters in deep HST/WFPC2 images of NGC 1275. B and R band photometry of roughly 3000 clusters shows a bimodality in the B-R colors, suggesting that distinct old and young cluster populations are present. The small spread in the colors of the blue clusters is consistent with the hypothesis that they are a single age population, with an inferred age of 0.1 to 1 Gyr. The luminosity function shows increasing numbers of blue clusters to the limit of our photometry, which reaches several magnitudes past the turnover predicted if the cluster population were identical to current Galactic globulars seen at a younger age. The blue clusters have a spatial distribution which is more centrally peaked than that of the red clusters. The individual clusters are slightly resolved, with core radii

研究の動機と目的

• 深宇宙HST/WFPC2画像を用いて、NGC 1275のコン pact な星団を同定・特徴付ける。
• BバンドおよびRバンドの光度測定を用いて、星団集団の年齢と光度分布を特定する。
• 観測された星団系が、合体によって引き起こされた1つの年齢の形成イベントを支持するかを評価する。
• 両方の星団集団の特定周波数を推定し、星団の進化および破壊が、長期的な星団集団に与える影響を評価する。

提案手法

• BバンドおよびRバンドで深宇宙HST/WFPC2画像を取得し、コン pact 物体の高感度光度測定を実施した。
• 約3000個の星団のB-R色を測定し、古くおよび若年の異なる集団を示す2重ピーク色分布を同定した。
• 差分アパーチャー光度測定（m₁−m₂）を用いて星団の分解能を評価し、模擬された修正Hubbleプロファイルとの比較により、コア半径を推定した。
• 空の差し引きと光度誤差モデル化を適用し、色の散らばりを評価し、青い星団集団の年齢の一様性を推測した。
• 光度関数を構築・分析し、標準的な球状星団関数と比較し、進化効果を評価した。
• 完全性および進化効果を考慮した上で、両集団の特定周波数を推定し、若年星団集団が銀河の長期的星団集団に与える影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 1275の青いコン pact 星団は1つの年齢集団と整合的か？その推定年齢は何か？
• RQ2 青い星団の光度関数は、古くからの球状星団系に見られるような折り返し点を示すか？それとも測定限界まで上昇を続けるか？
• RQ3 青い星団と赤い星団の空間的分布はどのようになっており、合体のような形成メカニズムを支持するか？
• RQ4 若年星団集団と古年星団集団の特定周波数はどのように比較されるか？これは、合体イベントにおける球状星団形成の効率性に何を示唆するか？
• RQ5 星団の破壊や初期質量関数の違いが、観測された光度関数の形状をどの程度説明できるか？

主な発見

• NGC 1275の青い星団集団は、色分布が非常に狭く（B-R₀ ≈ 0.4）、0.1〜1 Gyrの1つの年齢集団と整合的である。
• 青い星団の光度関数は、測定限界まで連続的に上昇しており、折り返し点を示さない。これは、進化補正後の標準的なガウス型球状星団光度関数とは整合しない。
• 青い星団はわずかに分解可能であり、推定コア半径は0.15〜0.75 pcであり、開いている星団ではなく、球状星団の形状と整合的である。
• NGC 1275における若年星団集団の特定周波数は、古年星団集団よりも高い。これは、合体が球状星団形成を効率的に行う可能性を示唆する。
• もし、明るさの小さい若年星団の90％が時間とともに破壊されたとしても、若年星団集団の特定周波数は古年星団集団よりも高いままであり、時間の経過とともに特定周波数が増加していることを示唆する。
• 観測された光度関数は、初期質量関数が異なるか、低質量星団の選択的破壊を示唆する。後者の場合、M_V ≈ -7.3で折り返し点を生じさせるには90％以上の破壊が必要となる。