[論文レビュー] Early phases in the stellar and substellar formation and evolution: Infrared and submillimeter data in the Barnard 30 dark cloud

D. Barrado, I. de Gregorio‐Monsalvo+11 more|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|Dec 18, 2017

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 81被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、バーナード30暗黒分子雲における低質量および亜恒星対象の初期形成と進化を、深さのあるミリ波（870 µm）および多波長赤外データを用いて調査する。APEX/LABOCAのミリ波観測とスパイクァー、AKARI、地上望遠鏡の可視光データを統合することで、34個のミリ波源を特定し、スペクトルエネルギー分布（SED）を用いて分類した。その結果、褐色矮星の形成は、星形成の縮小版であることが強く示唆された。これには、原始褐色矮星候補および原始亜恒星コアが含まれる。

ABSTRACT

The early evolutionary stage of brown dwarfs are not very well characterized, specially during the embedded phase. To gain insight into the dominant formation mechanism of very low-mass objects and brown dwarfs, we conducted deep observations at 870$μ$m with the LABOCA bolometer at the APEX telescope. Our goal was to identify young sub-mm sources in the Barnard 30 dark cloud. We complemented these data with multi-wavelength observations from the optical to the far-IR and. As a result, we have identified 34 submm sources and a substantial number of possible and probable Barnard 30 members within each individual APEX/LABOCA beam. They can be classified in three distinct groups. First, 15 out of these 34 have a clear optical or IR counterpart to the submm peak and nine of them are potential proto-BDs candidates. Moreover, a substantial number of them could be multiple systems. A second group of 13 sources comprises candidate members with significant infrared excesses located away from the central submm emission. All of them include brown dwarf candidates, some displaying IR excess, but their association with submm emission is unclear. In addition, we have found six starless cores and, based on the total dust mass estimate, three might be pre-substellar (or pre-BDs) cores. Finally, the complete characterization of our APEX/LABOCA sources, focusing on those detected at 24 and/or 70 $μ$m, indicates that in our sample of 34 submm sources there are, at least: two WTTs, four CTTs, five young stellar objects (YSOs), eight proto-BD candidates (with another three dubious cases), and one Very Low Luminosity object (VeLLO).

研究の動機と目的

• バーナード30暗黒分子雲における低質量および亜恒星対象の初期進化段階を特徴づけること。
• その埋め込まれた段階の性質を分析することで、褐色矮星の主な形成機構を特定すること。
• 多波長光度測定およびスペクトルエネルギー分布（SED）を用いて、若い星および亜恒星対象を同定・分類すること。
• ラムダオリオンス association への所属を評価し、原始星、準主系列星、および褐色矮星を区別すること。
• ダスト質量およびミリ波発光の形態から、原始亜恒星（または原始褐色矮星）コアの探索を行うこと。

提案手法

• APEX望遠鏡のLABOCAボロメータを用いて、バーナード30における870 µmの深さのある観測を実施し、ミリ波源を検出する。
• 可視光から遠赤外（スパイクァー、AKARI、地上望遠鏡）までの多波長データを補足し、完全なスペクトルエネルギー分布（SED）を構築する。
• SEDフィッティングおよび色-色図を用いて、放射率、温度、赤外余剰に基づき、原始星、準主系列星、または褐色矮星に分類する。
• ミリ波の放射度からダスト質量を推定し、近赤外または中赤外で検出されないことから星なしコアを特定する。
• 複数のバンド（24, 70, 160, 250, 350, 500 µm）における源抽出および光度測定を実施し、検出の完全性と限界を評価する。
• SEDの形態およびミリ波ピークとの空間的関連性に基づき、源をグループに分類する：A1（24/70 µmで検出）、A2（70 µmのみで検出）、B1/B2（24/70 µmで未検出）、C1/C2（MIPSの視野外）

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バーナード30で同定された34個のミリ波源の性質および進化段階は何か？
• RQ2 これらの源のSEDおよび光度的性質に基づき、何個が原始褐色矮星または褐色矮星候補とされるか？
• RQ3 バーナード30に原始亜恒星コアは存在するか？その推定ダスト質量および褐色矮星形成の可能性は？
• RQ4 ミリ波源の何パーセントが赤外余剰を示しており、これはその進化段階とどのように関連しているか？
• RQ5 観測された集団は、星と比較して褐色矮星の形成が縮小版であるというメカニズムを支持するか？

主な発見

• 本研究では、バーナード30に34個のミリ波源を同定した。そのうち15個はミリ波ピークと明確な可視光または赤外対応体を有していた。
• 対応体を有する15個の源のうち9個は、低放射率、低全波長温度、強い赤外余剰の欠如から、原始褐色矮星（proto-BD）候補と分類された。
• 同定された6個の星なしコアのうち3個は、推定ダスト質量（0.058–0.210 M☉）が原始亜恒星または原始褐色矮星コアと一致していた。
• 34個のミリ波源のうち、少なくとも2個は弱線Tタウリ星（WTTs）に分類され、4個は古典的Tタウリ星（CTTs）に分類され、5個は若い星間対象（YSOs）に分類され、8個は原始BD候補に分類された。
• 源B30-LB24は、非常に低い降着段階を示す非常に低放射率対象（VeLLO）として同定された。
• B30-LB06、B30-LB16、B30-LB26などの複数の源は、近赤外または中赤外で検出されない拡張したミリ波発光を示しており、星なしまたは原始褐色矮星コアとしての分類を支持する。