[論文レビュー] OGLE Collection of Star Clusters. New Objects in the Magellanic Bridge and the Outskirts of the Small Magellanic Cloud

M. Sitek, M. K. Szymański+14 more|arXiv (Cornell University)|Jan 17, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、OGLE-IV調査の深さの高い光度マップを用いて、大マゼラン雲の外縁部および小麦馬座銀河の橋領域における星団の最も包括的なカタログを提示している。198個の星団候補を特定し、そのうち75個が新たに発見された。これらは主に若く、小規模な開放星団または星団様の連星である。これにより、マゼラン橋における既知の星団数が2倍に増加し、全数は40%増加した。

ABSTRACT

The Magellanic System (MS) encompasses the nearest neighbors of the Milky Way, the Large (LMC) and Small (SMC) Magellanic Clouds, and the Magellanic Bridge (MBR). This system contains a diverse sample of star clusters. Their parameters, such as the spatial distribution, chemical composition and age distribution yield important information about the formation scenario of the whole Magellanic System. Using deep photometric maps compiled in the fourth phase of the Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE-IV) we present the most complete catalog of star clusters in the Magellanic System ever constructed from homogeneous, long time-scale photometric data. In this second paper of the series, we show the collection of star clusters found in the area of about 360 square degrees in the MBR and in the outer regions of the SMC. Our sample contains 198 visually identified star cluster candidates, 75 of which were not listed in any of the previously published catalogs. The new discoveries are mainly young small open clusters or clusters similar to associations.

研究の動機と目的

• 深さの高い光度データを用いて、マゼラン橋および外縁部小マゼラン雲における星団の包括的かつ均一なカタログを編纂すること。
• 過去にカバー範囲や観測頻度が限られていた領域において、これまでに発見されていなかった星団を特定すること。
• 完全な星団パラメータのサンプルを通じて、マゼラン系の形成および進化の理解を深めること。
• 修正版ザリツキー法を用いた自動星団検出の有効性を、スカスカで表面密度が低い領域で検証すること。
• マゼラン系全体におけるすべての星団を対象とした完全なOGLE調査ベースのカタログの基盤を築くこと。

提案手法

• 1フィールドあたり55～100枚のIバンド画像および2～100枚のVバンド画像をスタックして作成された、OGLE-IV調査の深さの高い光度マップを用いた。
• Zaritskyら（1997）の自動星団検出法の修正版を用い、353平方度をカバーする252のOGLE-IVフィールドにおける星の過剰密度を同定した。
• 特に混雑した領域およびスカスカの領域で、星団候補を可視化および確認するために、異なるセルサイズの星の密度マップを用いた。
• 検出限界をI ≈ 23.5 magおよびV ≈ 24 magに設定し、Iバンドでは約22～23 mag、Vバンドでは約22.5～23.5 magまでの完全性を達成した。
• 既存のカタログ（Bicaら 2008；Piatti 2017）と新旧の星団を照合し、一意のOGLE識別子を割り当てた。
• すべての候補について視覚的点検を行い、星団の形状を確認し、誤検出を除外した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 深さの高い均一な光度データを用いた場合、マゼラン橋および外縁部SMCにこれまでに未知の星団はどれほど存在するのか？
• RQ2 修正版ザリツキー法は、マゼラン系のスカスカで表面密度が低い領域での検出効率はどの程度か？
• RQ3 マゼラン橋および外縁部SMCにおける新規に発見された星団の空間的分布および構造的特徴は何か？
• RQ4 この調査によるマゼラン橋の星団数は、過去の調査と比べてどのように異なるのか？また、これは系の形成歴にどのような示唆を含むか？
• RQ5 OGLE-IVのような深さの高い光度調査は、SMCの外縁部およびMBRにおける既存の星団カタログの完全性をどの程度まで解消できるか？

主な発見

• 調査は、マゼラン橋および外縁部SMCの353平方度の領域で198個の星団候補を特定し、そのうち75個が新たに発見された。
• 検出アルゴリズムは、調査されたスカスカの領域における既存の星団の95%以上を回復しており、高い感度と信頼性を確認した。
• この調査のおかげで、マゼラン橋における既知の星団数は40%増加し、星団の在庫の完全性が顕著に向上した。
• 新規に発見された星団は、主に若く、小規模な開放星団または緩い連星であり、この地域で星形成が継続的または最近に起きたことを示唆している。
• カタログには、詳細な座標、明るさ、およびBicaら（2008）およびPiatti（2017）とのクロス識別が含まれており、将来的な多波長フォローアップが可能である。
• OGLE-IVの深さの高い光度マップは、I ≈ 23.5 magの限界明るさに達しており、これまで浅い調査で見逃されていた微弱で低質量の星団を検出可能にした。