[論文レビュー] High resolution spectroscopy of Brown Dwarfs in Taurus: Detection of accretion in KPNO Tau 3

D. Barrado|ArXiv.org|Mar 12, 2004

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 48被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、タウルス＝オーロラ星形成領域に位置する3つの高質量の白色矮星について、高分解能の光学スペクトロスコピーを実施し、KPNO Tau 3においては広く非対称なHα線放出とリチウムの検出により、活性的な降着が確認された。結果から、これらの対象は星の質量限界に近い質量を有する準主系列星であり、低質量星と同様に雲の崩壊と破壊による形成メカニズムを支持するものである。

ABSTRACT

We present high resolution optical spectroscopy of three candidate members of the Taurus-Auriga star forming region. Based on the spectral type, the strength, profile and width of the H(alpha) line, the detected lithium at 6708 angstrom, the location of these objects in a H-R diagram and the comparison with similar objects belonging to young stellar associations, we determine that they are bona fide members of the SFR, with about ~3 Myr, have masses at or below the substellar limit and, at least in one case, there is active accretion from a circum(sub)stellar disk. This result suggests that high mass brown dwarfs go through a Classical TTauri phase and form like stars, from colapse and fragmentation of a molecular cloud.

研究の動機と目的

• タウルス＝オーロラ星形成領域における3つの候補白色矮星のメンバー性および物理的性質を特定すること。
• 高分解能スペクトロスコピーを用いて、高質量白色矮星に観測される降着の痕跡を調査すること。
• 降着、リチウムの存在量、スペクトル的特徴を分析することで、白色矮星の形成メカニズムを評価すること。
• リチウムの消失とヘルツシュプルング＝ラッセル図への配置を用いて、対象の年齢と質量を制約すること。
• 高質量白色矮星が古典的T Tauri相を経験するかどうかを評価し、星としての形成を示唆すること。

提案手法

• 6.5mマゼランI望遠鏡に搭載されたMIKEエシェル分光計を用いて、高分解能スペクトル（R ≈ 25,000）を取得した。
• Hα線の幅と等価幅、HeI 6678 Å、LiI 6707.8 Åのスペクトル特徴を分析し、降着と若さを評価した。
• 観測スペクトルをスペクトルテンプレートおよび進化モデル（Baraffe et al. 1998）と比較することで、スペクトル型と効果的温度を導出した。
• リチウムの等価幅を用いて、リチウムの消失時間スケールを活用し、年齢と準主系列状態を推定した。
• Ic、J、H、Ksバンドの光度測定と照合し、Briceño et al. (2002) の低分解能データと比較した。
• 若いオープンクラスタからの活性度飽和レベルを基準として、Hα線幅（≥200 km/s）に基づく統計的基準を適用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 タウルスに存在する高質量白色矮星は、周囲（準）星間円盤からの継続的降着を示すスペクトル的痕跡を有するか？
• RQ2 これらの対象におけるリチウムの存在量は、タウルス＝オーロラ領域の予想される年齢（約3 Myr）と整合的か？
• RQ3 これらの対象のスペクトル型、明るさ、効果的温度は、亜恒星天体の進化モデルと整合的か？
• RQ4 タウルスにおける高質量白色矮星のうち、何パーセントが降着を示しているか？低質量星と比較するとどうか？
• RQ5 これらの対象における降着とリチウムの消失を用いて、星としての形成と惑星的形成のメカニズムを区別できるか？

主な発見

• KPNO Tau 3は、幅310 km/sで非対称なプロファイルを示す広いHα線を示し、活性的な降着を示しており、Hα等価幅は81.4 ± 5.7 Åであった。
• KPNO-Tau-05とKPNO-Tau-08では6707.8 Åにおけるリチウムが検出され、それぞれ等価幅が0.60 Åおよび0.78 Åであった。これは準主系列状態および年齢≤30 Myrを確認するものであった。
• KPNO-Tau-03は弱いリチウム特徴とHα線放出を示し、降着と整合的であったが、SN比が低いため、メンバー性と若さの支持が得られた。
• 推定された質量は、KPNO-Tau-03およびKPNO-Tau-08で約0.07 M⊙、KPNO-Tau-05で0.06 M⊙であり、これらは亜恒星限界に近い。
• タウルスにおける高質量白色矮星の降着率は、少なくとも11体中1体（約9％）であり、KPNO-Tau-03で明確な降着事例が確認された。
• KPNO-Tau-03ではHeI 6678 Åに3.5 Åの発光が検出され、他の対象でも可能性があるが、全員が禁制線や赤外過剰を示すわけではない。