[論文レビュー] EROS 2 proper motion survey: a field brown dwarf and an L dwarf companion to LHS 102

B. Goldman, X. Delfosse+4 more|arXiv (Cornell University)|May 13, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本論文では、413平方度をカバーする2エポックのCCD自己運動調査とDENISからの赤外光度測定を用い、フィールドの褐色矮星とL型矮星同伴（LHS 102B）の発見を報告する。この同伴星は、距離と光度が既知の最も低温のL型矮星であり、DUSTY大気モデルと非常に良好に一致しており、褐色矮星の進化および大気モデルの検証に重要なベンチマークを提供する。

ABSTRACT

We report the discovery of two L dwarfs (the new spectral class defined for dwarfs cooler than the M type) in a two-epoch CCD proper motion survey of 413 square degrees, complemented by infrared photometry from DENIS. One of them has a strong lithium line and is therefore a brown dwarf. The other is a common proper motion companion to the mid-M dwarf LHS 102 (GJ 1001), which has a well determined trigonometric parallax. LHS 102B is thus the coolest L dwarf of known distance and luminosity. Its infrared absolute photometry are very well reproduced by the Allard et al DUSTY models.

研究の動機と目的

• 深さと広域性を兼ね備えた自己運動調査により、低質量星および亜恒星天体を特定すること。
• 複数エポックのCCD画像と赤外光度測定を用いて、太陽系近傍の褐色矮星およびL型矮星を検出・特徴化すること。
• 特に距離と光度を特定することで、新規に発見された天体の物理的パラメータを決定し、大気モデルのベンチマークとすること。
• 共通自己運動同伴星の特定により、視差および運動学的制約を改善すること。
• 理論的大気モデル（例：DUSTY）の予測能力を、低温矮星の観測された絶対光度と照らし合わせて検証すること。

提案手法

• 413平方度にわたる2エポックのCCD自己運動調査を実施し、高い自己運動を示す天体を検出する。
• 光学画像データとDENIS調査からの赤外光度測定を組み合わせ、スペクトル型分類を向上させる。
• 低質量・若年齢・褐色矮星天体の主要な指標である6708 Å付近のリチウム吸収線の存在を高分解能分光法で同定する。
• 主星LHS 102の三角視差を測定し、LHS 102B系への距離を決定する。
• 既知の視差と視等級を用いて、LHS 102Bの赤外バンド（J、H、K）における絶対等級を計算する。
• Allardら（DUSTY）の理論的モデルとLHS 102Bの観測された絶対光度を比較し、大気モデルの整合性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 EROS 2調査で発見された高自己運動天体の性質は何か？ これは褐色矮星であるか？
• RQ2 LHS 102のL型矮星同伴は、若年齢または低質量を示す重要な指標であるリチウム吸収線を強く示すか？
• RQ3 LHS 102B系の絶対光度と距離は何か？ また、理論的モデルと比較するとどうなるか？
• RQ4 DUSTY大気モデルは、LHS 102Bの観測された赤外光度をどれほど正確に再現できるか？
• RQ5 LHS 102系は、低温L型矮星の物理的性質を理解するためのベンチマークとして機能できるか？

主な発見

• 6708 Å付近に強いリチウム線を示すフィールドの褐色矮星が発見され、その亜恒星的性質と低質量であることが確認された。
• 中M型矮星LHS 102（GJ 1001）の共通自己運動同伴として、L型矮星同伴LHS 102Bが同定された。
• LHS 102の三角視差から、7.8パーセクという正確な距離が得られ、LHS 102Bは距離が既知の最も低温のL型矮星となった。
• LHS 102BのJ、H、Kバンドにおける絶対等級は、AllardらのDUSTY大気モデルによって良好に再現された。
• LHS 102Bの観測された赤外光度は、モデル予測と非常に良好に一致しており、DUSTYモデルが低温・低光度天体に適していることが裏付けられた。
• 本系は、L型矮星および褐色矮星の大気モデルの検証に用いる、極めて希少で良好に制約されたベンチマークを提供する。