[論文レビュー] Open clusters in 2MASS photometry - I. Structural and basic astrophysical parameters

Ł. Bukowiecki, G. Maciejewski+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 26, 2011

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 18

ひとこと要約

本研究では、銀河系の849個のオープン集団に対して2MASS近赤外JHKS光度測定を用いて構造的・物理学的パラメータを導出する。クラスタ中心座標、半径密度分布、背景星の除去を再評価することで、年齢、距離、赤方偏移、サイズを特定し、赤外線バンドでは可視光バンドよりも集団が大きく見えること、および距離と年齢に伴う選択効果が明らかになった。

ABSTRACT

The main goal of our project is to obtain a complete picture of individual open clusters from homogeneous data and then search for correlations between their astrophysical parameters. The near-infrared JHKS photometric data from the 2-Micron All Sky Survey were used to determine new coordinates of the centres, angular sizes and radial density profiles for 849 open clusters in the Milky Way. Additionally, age, reddening, distance, and linear sizes were also derived for 754 of them. For these open clusters our results are in satisfactory agreement with the literature data. The analysed sample contains open clusters with ages in the range from 7 Myr to 10 Gyr. The majority of these clusters are located up to 3 kpc from the Sun, less than 0.4 kpc from the Galactic Plane and 6 - 12 kpc from the Galactic Centre. The majority of clusters have core radii of about 1.5 pc and the limiting radii of the order of 10 pc. We notice that in the near-infrared, open clusters seem to be greater than in optical bands. We notice that a paucity of clusters is observed at Galactic longitudes range from 140{\deg} to 200{\deg} which probably reflects the real spatial distribution of open clusters in the Galaxy. The lack of clusters was also found in earlier studies.

研究の動機と目的

• . 2MASS JHKS光度測定を用いて、オープン集団の均一な構造的・物理学的パラメータを決定すること。
• . 星数ヒストグラムを用いた反復的解析によって、クラスタ中心座標、角度サイズ、半径密度分布を改善すること。
• . 色-等級図と背景星の除去を用いて、754個のクラスタの年齢、距離、赤方偏移を推定すること。
• . ガリレオ中心からの距離とスケール高さを含む、ガリレオ位置との相関関係を調査すること。
• . 特に大距離でのコンパクトなクラスタの検出可能性に影響を及ぼす選択効果を特定すること。

提案手法

• . 知られているオープン集団を中心とする1756フィールドの2MASSポイント源カタログからJHKS光度測定を抽出した。
• . 星数ヒストグラムを右帰宿と赤緯のストライプに沿って用い、反復的アルゴリズムを適用してクラスタ中心座標を再評価した。
• . 再評価された中心を基準に同心円リングを用いて半径密度分布（RDP）を構築し、キングに類似した2パラメータモデルにフィットした。
• . 背景星を統計的手法で除去することで、集団メンバーを分離し、信頼性の高い色-等級図を構築した。
• . 色-等級図における主系列の形状と位置から、年齢、距離、減光（E(B−V)）を導出した。
• . 結果を文献データと比較し、ガリレオ経度と距離依存性を含む空間的分布の傾向を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 . ガリレオ位置および太陽からの距離に応じて、銀河系のオープン集団の構造的パラメータ（核半径、限界半径）はどのように変化するか？
• RQ2 . 近赤外光度測定データは、可視光バンドと比較してどのようにしてより大きな集団サイズを明らかにするのか？その差の原因は何か？
• RQ3 . 大きな距離において、集団サイズと年齢の観測分布に影響を与える選択効果は何か？特に、大距離での検出可能性に及ぼす影響は？
• RQ4 . クラスタの年齢、赤方偏移、スケール高さは、ガリレオ中心からの距離とガリレオ緯度とどのように相関するか？
• RQ5 . なぜガリレオ経度140°–200°の範囲にオープン集団が著しく少ないのか？これはガリレオのスパイラル構造におけるペルセウス腕のギャップを反映しているのか？

主な発見

• . 81％のオープン集団が限界半径10 pc未塔であり、核半径は通常1.5 pc程度である。
• . 限界半径は統計的に核半径の6–7倍であることが判明し、広がったクラスタ構造を示している。
• . 赤外線バンドでは、可視光バンドと比較して、より明るく遠くの集団メンバーがよく検出できるため、オープン集団は赤外線でより大きく見える。
• . 大きな距離では、コンパクトなクラスタが検出されにくいため、強い選択効果が、遠方クラスタの顕著な大きさを生じさせている。
• . 平均E(J−KS)/E(B−V)比は0.463であり、Schlegelら（1998）の値0.520とは異なるが、距離推定値への誤差はわずか2.8％にとどまる。
• . ガリレオ経度140°–200°の範囲に顕著な集団の不足が認められ、これは銀河のスパイラル構造におけるペルセウス腕ギャップと整合的である。