[論文レビュー] Optical and infrared counterparts of the X-ray sources detected in the Chandra Cygnus OB2 Legacy Survey

M. G. Guarcello, J. J. Drake+5 more|arXiv (Cornell University)|Jan 15, 2015

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、サイクヌスOB2星形成領域におけるX線源5,703個の多波長カタログを、誤った関連付けを最小限に抑えるためにベイジアンおよび最尤推定マッチングフレームワークを用いて作成した。この手法は、深さのある光学（SDSS、IPHAS、GTC/OSIRIS）および赤外線（UKIDSS、2MASS、スパイトル）調査データを活用することで高い信頼性を達成し、主に若い星の集団を示しており、444個の惑星円盤を有する星、52個のO型星、57個のB型星を特定した。また、前方の星や背景銀河による汚染を最小限に抑えた。

ABSTRACT

The young massive OB association Cygnus OB2, in the Cygnus X complex, is the closest (1400 pc) star forming region to the Sun hosting thousands of young low mass stars and up to 1000 OB stars, among which are some of the most massive stars known in our Galaxy. This region holds great importance for several fields of modern astrophysics, such as the study of the physical properties of massive and young low-mass stars and the feedback provided by massive stars on star and planet formation process. Cygnus OB2 has been recently observed with Chandra/ACIS-I as part of the 1.08Msec Chandra Cygnus OB2 Legacy Project. This survey detected 7924 X-ray sources in a square degree area centered on Cyg OB2. Since a proper classification and study of the observed X-ray sources also requires the analysis of their optical and infrared counterparts, we combined a large and deep set of optical and infrared catalogs available for this region with our new X-ray catalog. In this paper we describe the matching procedure and present the combined catalog containing 5703 sources. We also briefly discuss the nature of the X-ray sources with optical and infrared counterparts using their position in the color-magnitude and color-color diagrams.

研究の動機と目的

• サイクヌスOB2領域におけるX線源の光学および赤外線対応星を、信頼性が高く汚染が少ないカタログを作成すること。
• 高密度で混雑した星の領域における誤った一致や偽陰性の問題に対処すること。
• X線から赤外線にわたる多バンドデータを統合することで、若い大質量連星集団の源分類を改善すること。
• 色-等級図および色-色図を用いてX線源の性質を評価すること。
• 原始星系列星に付随する円盤を有する若い星、およびO型およびB型星を特定・特徴付けること。

提案手法

• X線源と光学・赤外線対応星を結ぶためにベイジアンマッチング手法を適用し、近接する源からの期待される等級分布を用いた。
• X線源位置の近隣に存在する光学／赤外線源の最近傍等級分布に基づいた最尤推定法を用いた。
• 2つの最尤法の結果を比較した：1つは統計的等級分布を用い、もう1つは最近傍マッチングによる期待される源の性質を用いた。
• 2つの最尤法と1つのベイジアン手法の結果を統合し、5,703個のソースからなる一貫性のあるカタログを作成した。
• 複数の深さのある調査データを統合した：チャンドラX線（1.08 Ms）、GTC/OSIRIS（riz）、SDSS/DR8（ugriz）、IPHAS/DR2（r'i'Hα）、UKIDSS/GPS、2MASS/PSC（JHK）、スパイトル（IRAC、24 μm）。
• TOPCATソフトウェアを用いてカタログ操作およびクロス識別を実施し、高い位置決め精度を確保し、誤ったマッチングを最小限に抑えた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 サイクヌスOB2のような混雑した領域において、X線源と光学・赤外線対応星をマッチングする最も信頼性の高い手法は何か？
• RQ2 チャンドラ・サイクヌスOB2レガシーサーベイで検出されたX線源の性質は何か。特に星の型および進化段階の観点から。
• RQ3 多波長データの統合が、高吸収領域における若い星集団および大質量星の分類をどの程度向上させるか？
• RQ4 マッチングカタログにおける前方星、背景銀河、および進化した星による汚染度合いはどの程度か？
• RQ5 多バンド光度測定に基づいて、サイクヌスOB2領域に原始星系列星に円盤を有する星はいくつ存在するか？

主な発見

• ベイジアンマッチング手法と最近傍等級分布を用いた最尤推定法が最も信頼性の高い結果をもたらし、5,619個の高信頼度対応星を特定した。
• 最終的なカタログにはX線源および光学／赤外線対応星が合計5,703個含まれており、単純な最近傍マッチングに比べて誤検出が著しく減少した。
• 大多数の源はサイクヌスOB2連星集団に属していると整合的であり、背景銀河や巨大星による汚染は低かった。
• 前方星の割合が高いため、集団研究においては汚染の影響を考慮する必要がある。
• カタログには444個の円盤を有する星、52個のO型星、57個のB型星が含まれており、地域の豊富な大質量星および原始星系列星の存在を裏付けた。
• チャンドラ、GTC、SDSS、IPHAS、UKIDSS、2MASS、スパイトルからの深さのある多バンドデータの統合により、高吸収環境下でも若い星、大質量星、円盤を有する星の確実な同定が可能になった。