[論文レビュー] Massive open star clusters using the VVV survey III: A young massive cluster at the far edge of the Galactic bar

S. Ramírez Alegría, J. Borissova+15 more|Americanae (AECID Library)|Mar 13, 2014

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 44被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、VISTA Milky Way サーベイ（VVV）の近赤外画像およびスペクトロスコピーを用いて、はるかに遠くの銀河のバーの縁に位置する若い巨大星団VVV CL086の物理的特徴を明らかにした。星団の距離は11⁺⁵₋₆ kpcで確認され、全質量の下限は(2.8⁺¹.⁶₋₁.₄)×10³ M☉と推定され、年齢は1.0–5.0 Myrに制限され、これはこの高赤外線吸収領域に同定された2番目の星団であることを示している。

ABSTRACT

Context: Young massive clusters are key to map the Milky Way's structure, and near-IR large area sky surveys have contributed strongly to the discovery of new obscured massive stellar clusters. Aims: We present the third article in a series of papers focused on young and massive clusters discovered in the VVV survey. This article is dedicated to the physical characterization of VVV CL086, using part of its OB-stellar population. Methods: We physically characterized the cluster using $JHK_S$ near-infrared photometry from ESO public survey VVV images, using the VVV-SkZ pipeline, and near-infrared $K$-band spectroscopy, following the methodology presented in the first article of the series. Results: Individual distances for two observed stars indicate that the cluster is located at the far edge of the Galactic bar. These stars, which are probable cluster members from the statistically field-star decontaminated CMD, have spectral types between O9 and B0V. According to our analysis, this young cluster ($1.0$ Myr $

研究の動機と目的

• 近赤外データを用いて、銀河のバーの縁に新しく発見された巨大星団VVV CL086の物理的特徴を解明すること。
• VVVサーベイの光度およびスペクトルデータを分析して、星団の距離、年齢、質量を特定すること。
• 早期型OB星の存在を調査し、高赤外線吸収領域における星団の初期質量関数（IMF）を制約すること。
• 観測された恒星集団の完全性を評価し、潜在的な欠落している高質量星を同定すること。
• 高赤外線吸収領域における高質量星形成の理解を深めること。これは、かつては赤外線吸収が著しく、調査が不十分であった領域である。

提案手法

• VVVサーベイ画像からVVV-SkZパイプラインを用いてPSF光度測定（ALLFRAMEを適用）により、近赤外線$JHK_S$光度が抽出された。
• 背景星の統計をデコンタミネートすることで、星団メンバーを分離し、色mag図（CMD）が作成された。
• 星団領域内の明るい星のKバンドスぺクトルを用いて、星の分類とメンバーの確認が行われ、特に早期B型およびO型星に注目した。
• CMDに前主系列および主系列等時曲線をフィットさせることで、星団の年齢が推定された。特に、前主系列の転換点に注目した。
• 観測された現在の質量関数に適合したKroupa初期質量関数（IMF）を統合することで、星団の全質量が導出された。誤差はフィッティング誤差のみを考慮した。
• 個々の星のパララックスと光度距離モジュラスから距離が推定され、最終的な推定値は11⁺⁵₋₆ kpcであった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 VVV CL086は、銀河のバーの縁に位置する新規に発見された巨大星団であるが、その距離はどのくらいか？
• RQ2 VVV CL086の年齢は何か？ また、その最も早期のスペクトル型の星の進化段階と比較するとどうなるか？
• RQ3 VVV CL086の全質量は何か？ さらに、観測されたOB星集団に基づく質量の下限はどのくらいか？
• RQ4 スペクトロスコピックに検出された星よりも、より高質量またはより早期の星がVVV CL086に存在するだろうか？
• RQ5 星団のIMFは標準のKroupa IMFと比較してどう異なるか？ これは初期質量関数にどのような含意をもたらすか？

主な発見

• VVV CL086は11⁺⁵₋₆ kpcの距離に位置し、銀河のバーの縁に位置しており、巨大星団形成の期待される対称性と整合的である。
• CMDの転換点に前主系列等時曲線をフィットした結果、星団の年齢は1.0 Myr < 年齢 < 5.0 Myrに制限された。
• 観測された現在の質量関数に適合したKroupa IMFを統合することで、星団の全質量の下限は(2.8⁺¹.⁶₋₁.₄)×10³ M☉と導出された。
• 2つの星が早期B型矮星（スペクトル型O9–B0 V）として確認され、高質量星集団の存在を示唆しており、まだ検出されていない可能性の高い、より初期でより高質量の星が存在すると考えられる。
• 星団の平均赤外線減光はA_K = 1.5⁺⁰.⁰³₋₀.¹ magであり、銀河ディスクの高赤外線吸収領域に位置するという点と整合的である。
• VVV CL086は、Mercer 81に次いで、銀河のバーの縁に同定された2番目の巨大星団であり、赤外線サーベイが赤外線吸収領域における星形成領域を調査する上で極めて重要であることを示している。