[論文レビュー] Identifying The Ejected Population From Disintegrating Multiple Systems

A. K. P. Yip|arXiv (Cornell University)|May 10, 2016

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 1

ひとこと要約

本論文は、ヒッパルコス、グレース＝ヤーレイス、およびダウフ・アーカイブのカタログから得られる運動学的および天測データを用いて、破壊中の多数星系、特に超冷却矮星（UCDs）を放出する系を特定する手法を提示する。視 parallax、自己運動、および投影位置の追跡を組み合わせることで、破壊中の四重星系候補1例と、破壊中の二重星系候補2例を同定した。特に、自己運動が著しく異なるT矮星－白色矮星系は、低質量天体の動的放出および形成モデルに関する新たな観測的制約を提供する。

ABSTRACT

Kinematic studies of the Hipparcos catalogue have revealed associations that are best explained as disintegrating multiple systems, presumably resulting from a dynamical encounter between single/multiple systems in the field (Li et al. 2009). In this work we explore the possibility that known ultra-cool dwarfs may be components of disintegrating multiple systems, and consider the implications for the properties of these objects. We will present here the methods/techniques that can be used to search for and identify disintegrating benchmark systems in three database/catalogues: Dwarf Archive, the Hipparcos Main Catalogue, and the Gliese-Jahreiß Catalogue. Placing distance constraints on objects with parallax or colour-magnitude information from spectrophotometry allowed us to identify common distance associations. Proper motion measurements allowed us to separate common proper motion multiples from our sample of disintegrating candidates. Moreover, proper motion and positional information allowed us to select candidate systems based on relative component positions that were tracked back and projected forward through time. Using this method we identified one candidate disintegrating quadruple association, and two candidate disintegrating binaries, all of them containing one ultra-cool dwarf.

研究の動機と目的

• フィールド内に存在する破壊中の多数星系、特に超冷却矮星（UCDs）を含むものについて、それらの微弱さのため通常は検出が困難であるため、同定すること。
• UCDsを含む破壊中のベンチマーク系の観測不足を是正し、低質量天体形成理論の検証に不可欠な基盤を提供すること。
• 天測および距離制約を用いた手法を構築・検証し、動的分離状態にある系を同定すること。
• 将来的なガウアおよび地上望遠鏡のフォローアップによる、動的分離の確認と、放出された成分の研究を可能にする観測的候補を提供すること。

提案手法

• ヒッパルコス主カタログ（HMC）、グレース＝ヤーレイスカタログ（GJC）、およびダウフ・アーカイブ（DA）を照合し、空間的に近接し、距離が一致する対象を同定する。
• 三角測量パラレックスと分光的色-等級関係による距離推定を用いて、共通距離の関連を同定する。
• 自己運動の測定値とその不確実性を用いて、共通自己運動を示す複数星系と、運動が分離している破壊候補を区別する。
• 自己運動ベクトルを用いて、成分の位置を時間的に前向きおよび後ろ向きに追跡し、過去の構成を再構成し、動的分離の兆候を評価する。
• 相対的距離を時間の二次関数（放物線関数）としてモデル化し、最小距離が最も近い接近および潜在的な放出イベントを示す。
• 既知の二重星系やベンチマーク系を再現することで、非束縛系を同定する手法の妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既存のカタログから得られる天測および距離制約を用いて、超冷却矮星を含む破壊中の多数星系を同定できるか？
• RQ2 破壊中の系と長期間にわたる広い二重星系や偶然の一致を区別するための運動学的特徴は何か？
• RQ3 自己運動の相違と過去の近接距離を示す系は、T矮星や褐色矮星のような低質量成分の動的放出を示唆するか？
• RQ4 放出された成分が主星や最も明るい星でない場合でも、この手法はUCDsを含む放出イベントを検出可能か？
• RQ5 候補系の観測的性質は、二重星同士の衝突や主系列後期の分離を想定した動的モデルの予測とどのように一致するか？

主な発見

• 超冷却矮星（UCD）を含む破壊中の四重星系候補1例を同定したが、UCDは自己運動が著しく異なる成分ではなかった。
• 2例の破壊中の二重星系候補を同定した：そのうち1例はT矮星と白色矮星の組み合わせで、自己運動の大きさに約15シグマの差があり、方向は類似していた。
• T矮星－白色矮星系は、約1300年前に互いに約1400 AU以内に近づいていたと予測されており、過去の接近を示唆している。
• 2番目の候補二重星系は、もともとは束縛されていると考えられていたが、自己運動に8シグマの差が認められ、動的分離の兆候を示している。
• この手法は既知のベンチマーク系や複数星系を正常に再現できており、非束縛関連の同定において信頼性が高いことが確認された。
• 結果から、ガウアのデータと径方向速度のフォローアップにより、動的分離の確認が可能となり、これらの系の3次元運動学的研究が可能になる可能性がある。