[論文レビュー] Low mass star formation and subclustering in the HII regions RCW 32, 33 and 27 of the Vela Molecular Ridge. A photometric diagnostics to identify M-type stars

L. Prisinzano, F. Damiani+5 more|arXiv (Cornell University)|Jun 18, 2018

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 38被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、ガイヤ、VPHAS、2MASS、スパイクァーのマルチウェーブレングス光度測定を用いて、ベラ分子リッジ内のHII領域RCW 32、33、27で、0.1 M⊙までの低質量準主系列星を同定した。著者らは、赤外線の影響に基づく新しい診断法を導入し、M型準主系列星を主系列星および巨星から区別した。その結果、星形成歴が異なる3つの明確な若い集団が判明し、RCW 33では星形成率が低下しているのに対し、RCW 32およびRCW 27では誘発的星形成が見られることが示された。これは、ほこり構造および年齢勾配との空間的相関関係によって裏付けられている。

ABSTRACT

Most stars born in clusters and recent results suggest that star formation (SF) preferentially occurs in subclusters. Studying the morphology and SF history of young clusters is crucial to understanding early SF. We identify the embedded clusters of young stellar objects (YSOs) down to M stars, in the HII regions RCW33, RCW32 and RCW27 of the Vela Molecular Ridge. Our aim is to characterise their properties, such as morphology and extent of the clusters in the three HII regions, derive stellar ages and the connection of the SF history with the environment. Through public photometric surveys such as Gaia, VPHAS, 2MASS and Spitzer/GLIMPSE, we identify YSOs with IR, Halpha and UV excesses, as signature of circumstellar disks and accretion. In addition, we implement a method to distinguish M dwarfs and giants, by comparing the reddening derived in several optical/IR color-color diagrams, assuming suitable theoretical models. Since this diagnostic is sensitive to stellar gravity, the procedure allows us to identify pre-main sequence stars. We find a large population of YSOs showing signatures of circumstellar disks with or without accretion. In addition, with the new technique of M-type star selection, we find a rich population of young M stars with a spatial distribution strongly correlated to the more massive population. We find evidence of three young clusters, with different morphology. In addition, we identify field stars falling in the same region, by securely classifying them as giants and foreground MS stars. We identify the embedded population of YSOs, down to about 0.1 Msun, associated with the HII regions RCW33, RCW32 and RCW27 and the clusters Vela T2, Cr197 and Vela T1, respectively, showing very different morphologies. Our results suggest a decreasing SF rate in Vela T2 and triggered SF in Cr197 and Vela T1.

研究の動機と目的

• ベラ分子リッジのHII領域RCW 32、33、27において、0.1 M⊙までの埋蔵された低質量YOSを同定すること。
• これらの領域における若い集団の形態、空間的分布および星形成歴を特徴づけること。
• 赤外線の影響を用いた新しい光度診断法を開発・適用し、色-色図における赤い外れの特徴を活用して、M型準主系列星を主系列星および巨星から区別すること。
• TGASガイヤデータを用いて個々の距離を特定し、環境的要因が星形成に与える影響を評価すること。
• M型領域における真の集団メンバー（巨星および前方の主系列星）とフィールド星の混在を解体すること。

提案手法

• ガイヤ、VPHAS、2MASS、スパイクァー/GLIMPSEの光度データを統合し、YOSにおける原始惑星環および降着の兆候としての赤外線、Hα、紫外線過剰を検出する。
• 光学/赤外線色-色図における赤い外れに基づく新しい診断法を適用し、M型準主系列星を主系列星および巨星から区別する。準主系列星の高い固有の明るさを活用する。
• 集団距離における準主系列等時曲線と比較して、未赤色化された色-等級図（CMD）を用い、前方および背景のM型混在物を除外する。
• M型YOSの空間的解析を実施し、WISE 12 μm画像と比較して、ほこりの濃度およびBRC（バナナ型構造）を特定する。
• 得られた年齢を用いてM型YOS集団を年齢帯に分割し、時間分解された星形成率を推定し、誘発メカニズムを同定する。
• 古典的手法と新手法の両方で選別された72個のM型星のサブサンプルを用いて手法を検証し、一貫性を確認するとともに完全性を向上させた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ベラ分子リッジのHII領域RCW 32、33、27における低質量YOSの空間的分布および形態はいかなるものか？
• RQ2 ほこりが多く赤い外れの強い環境下で、M型準主系列星を信頼性高く同定し、主系列星および巨星から分離することは可能か？
• RQ3 3つの集団Vela T1、Vela T2、Cr 197における星形成歴は何か。また、地域全体でどのように変化しているか？
• RQ4 RCW 32およびRCW 27に誘発的星形成の証拠はあるか。それらはRCW 33における星形成率の低下と比べてどう異なるか？
• RQ5 ほこり構造およびBRCは、低質量YOSの年齢分布および空間的クラスタリングとどの程度相関しているか？

主な発見

• 著者らは、3つのHII領域で合計2,035個のYOSを同定した。そのうちの大部分は0.1 M⊙までの低質量星であり、M型準主系列星を同定するための新しい光度診断法により確認された。
• 3つの明確な若い集団—Vela T1、Vela T2、Cr 197—が同定され、いずれもほぼ同じ距離（約0.85 kpc）に位置するが、顕著に異なる形態と星形成歴を示した。
• 星形成率はRCW 33（Vela T2に関連）で低下しているのに対し、RCW 32（Cr 197）およびRCW 27（Vela T1）では誘発的星形成が起こっていると考えられる。これは年齢勾配およびほこり構造との空間的相関関係によって裏付けられている。
• M型YOSの空間的分布は、古典的手法で同定されたYOSと強く相関しており、新診断法の妥当性が裏付けられ、クラスターや縞状構造内の埋蔵された集団の存在が確認された。
• 個々の赤い外れ推定値と準主系列等時曲線との比較を活用することで、前方のM型主系列星および背景の巨星を含むフィールド星の混在物を効果的に除外できた。
• M型YOSの星の年齢は0.5〜13 Myrの範囲にあり、年齢勾配は逐次的または誘発的星形成を示しており、大質量星からの電離放射による外部誘発と整合的である。