[論文レビュー] HST/NICMOS observations of the GLIMPSE9 stellar cluster

M. Messineo, Donald F. Figer+5 more|arXiv (Cornell University)|Dec 10, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、GLIMPSE9銀河境界付近星団のHST/NICMOS画像およびKバンドスペクトロスコピーを提示し、A_Ks = 1.6 ± 0.2 magの消光を特定。赤超巨星3個（M1–M2）とB2–09超巨星2個を同定し、4.2 ± 0.4 kpcのスペクトロフォトメトリック距離を算出。星団の年齢は15–27 Myr、全質量は1600 ± 400 M⊙と推定され、大規模な銀河中心付近分子雲複合体内での一括した大質量星形成を示唆。

ABSTRACT

We present HST/NICMOS photometry, and low-resolution K-band spectra of the GLIMPSE9 stellar cluster. The newly obtained color-magnitude diagram shows a cluster sequence with H-Ks =1 mag, indicating an interstellar extinction Aks=1.6\pm0.2 mag. The spectra of the three brightest stars show deep CO band-heads, which indicate red supergiants with spectral type M1-M2. Two 09-B2 supergiants are also identified, which yield a spectrophotometric distance of 4.2\pm0.4 kpc. Presuming that the population is coeval, we derive an age between 15 and 27 Myr, and a total cluster mass of 1600\pm400 Msun, integrated down to 1 Msun. In the vicinity of GLIMPSE9 are several HII regions and SNRs, all of which (including GLIMPSE 9) are probably associated with a giant molecular cloud (GMC) in the inner galaxy. GLIMPSE9 probably represents one episode of massive star formation in this GMC. We have identified several other candidate stellar clusters of the same complex.

研究の動機と目的

• 高分解能赤外観測を用いてGLIMPSE9星団の星像集団および物理的性質を特徴づけること。
• 光度計測と低分解能Kバンドスぺクトロスコピーを統合し、星団の距離、年齢、質量を特定すること。
• 星団が巨大分子雲（GMC）とどのように関連しているかを調査し、銀河中心部における大質量星形成の役割を解明すること。
• 観測された点拡散関数を用いた人工星実験を通じて、ごみだらけの星像領域における完全性と光度計測の信頼性を評価すること。

提案手法

• 星団の色-等級図を構築するために、HST/NICMOS F222M狭帯域画像を取得した。
• 最も明るい3つの星に対して低分解能Kバンドスぺクトロスコピーを実施し、スペクトル型を分類し、物理的性質を推定した。
• 観測された点拡散関数を用いた人工星実験により、ごみだらけの領域における光度計測の完全性と不確実性を定量化した。
• 標準的赤外化則を仮定し、クラスターシーケンスのH–K色を用いて消光を計算した。
• 超巨星のスペクトル型と絶対等級校正を用いて距離を推定した。
• 1 M⊙まで降下した光度関数を用い、共通年齢星団合成モデルを適用して星団の年齢と質量を導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GLIMPSE9星団への消光はどの程度で、観測された光度計測にどのように影響を与えるか？
• RQ2 GLIMPSE9に存在する最も明るい星のスペクトル型と進化状態は何か？
• RQ3 GLIMPSE9星団までのスペクトロフォトメトリック距離は何か？他の距離指標と比較するとどうなるか？
• RQ4 共通年齢星団を仮定した場合、GLIMPSE9星団の年齢と全質量は何か？
• RQ5 GLIMPSE9は周囲のHII領域、超新星残骸（SNRs）、および銀河中心部の巨大分子雲とどのように関連しているか？

主な発見

• 色-等級図におけるクラスターシーケンスはH–K ≈ 1 magを示し、Kバンドでの消光A_Ks = 1.6 ± 0.2 magを示している。
• 最も明るい3つの星の低分解能Kバンドスぺクトルには深いCOバンドヘッドが確認され、これらがスペクトル型M1–M2の赤超巨星であることが確認された。
• B2–09超巨星2個が同定され、これにより星団までのスペクトロフォトメトリック距離は4.2 ± 0.4 kpcとなった。
• 共通年齢を仮定した場合、主系列回折点の位置と進化モデルを用いて、星団の年齢は15–27 Myrと制限された。
• 1 M⊙まで統合した全星団質量は1600 ± 400 M⊙と推定され、大質量で若い星団系に一致する。
• GLIMPSE9は、HII領域、SNRs、および候補星団が集まった大規模な複合体に属し、すべてが銀河中心部の1つの巨大分子雲に関連している。これは、一括した大質量星形成の1回の出来事である可能性を示唆している。