[論文レビュー] Orion revisited III. The Orion Belt population

Karolina Kubiak, J. Alves+12 more|Discovery Research Portal (University of Dundee)|Sep 16, 2016

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 47被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、複数の波長帯の光度測定（SDSS、2MASS、XMM-Newton、WISE）を用いて、オリオン・ベルト領域に、約2,000個の低質量M型星で構成される、年齢が5–10 Myrと推定される以前に検出されていなかった人口を特定した。オリオン・ベルト人口（OBP）は、減光がなく、惑星環状円盤もなく、ε Oriの周辺に空間的に集中しているため、かつてのオリオン・ネビュラ類似集団の進化した対応体である可能性があり、順次的星形成説よりも青いストリーム説を支持する。

ABSTRACT

This paper continues our study of the foreground population to the Orion molecular clouds. The goal is to characterize the foreground population north of NGC 1981 and to investigate the star formation history in the large Orion star-forming region. We focus on a region covering about 25 square degrees, centered on the $ε$ Orionis supergiant (HD 37128, B0\,Ia) and covering the Orion Belt asterism. We used a combination of optical (SDSS) and near-infrared (2MASS) data, informed by X-ray ( extit{XMM-Newton}) and mid-infrared (WISE) data, to construct a suite of color-color and color-magnitude diagrams for all available sources. We then applied a new statistical multiband technique to isolate a previously unknown stellar population in this region. We identify a rich and well-defined stellar population in the surveyed region that has about 2\,000 objects that are mostly M stars. We infer the age for this new population to be at least 5\, Myr and likely $\sim10$\,Myr and estimate a total of about 2\,500 members, assuming a normal IMF. This new population, which we call the Orion Belt population, is essentially extinction-free, disk-free, and its spatial distribution is roughly centered near $ε$ Ori, although substructure is clearly present. The Orion Belt population is likely the low-mass counterpart to the Ori OB Ib subgroup. Although our results do not rule out Blaauw's sequential star formation scenario for Orion, we argue that the recently proposed blue streams scenario provides a better framework on which one can explain the Orion star formation region as a whole. We speculate that the Orion Belt population could represent the evolved counterpart of an Orion nebula-like cluster.

研究の動機と目的

• NGC 1981の北に位置する前方の星の集団とオリオン・ベルトの星座内における星の集団を特徴づける。
• 埋め込まれたほこりを含む集団を超えて、大規模なオリオン星形成領域の星形成歴を調査する。
• 統計的多バンド手法を用いて、オリオンOB I協同星団内に存在する、以前に未知であった星の集団を分離・定義する。
• 競合する星形成モデル（例：順次的対比青いストリーム）の文脈において、この集団の起源と進化状態を評価する。

提案手法

• 色-色図および色-等級図を構築するために、光学（SDSS）および近赤外（2MASS）の光度測定に加え、X線（XMM-Newton）および中赤外（WISE）のデータを統合する。
• 前方・背景の混入から明確に分離できる、新しい統計的多バンド手法を適用する。
• g、i、r、z、J、H、Ksの光度データとその不確実性を用いて、高い確率（≥99.8％）で候補メンバーを特定する。
• SDSSおよび2MASSからの正確な天球位置と光度測定を用いて、最終的な候補メンバー783個のカタログを構築する。
• 空間的分布および距離の推定値（250–380 pc）を評価し、集団の構造的および運動的文脈を検討する。
• OBPの性質を、特にブローの順次的星形成モデルと青いストリームモデルと照らし合わせて比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリオン・ベルト領域に以前に検出されていなかった星の集団の性質と年齢は何か？
• RQ2 この集団の空間的分布および運動距離は、既知のオリオンサブグループとどのように関係しているか？
• RQ3 オリオン・ベルト人口は、ブローが提唱した順次的星形成説を支持するのか、それとも最近提唱された青いストリームモデルを支持するのか？
• RQ4 この集団は、かつてのオリオン・ネビュラ類似集団の進化した痕跡である可能性はあるか？
• RQ5 この集団は、低質量星における初期質量関数（IMF）および原始惑星環状円盤の進化を理解する上でどのような意味を持つのか？

主な発見

• 約2,000個のM型星で構成される、明確に定義された新しい星の集団が同定された。初期質量関数が通常であると仮定すると、推定メンバー数は約2,500人である。
• 色-等級図の分析に基づき、集団の年齢は少なくとも5 Myrと推定され、より妥当な年齢は約10 Myrである。
• オリオン・ベルト人口は、ほとんど減光がなく、惑星環状円盤もないため、活発な星形成領域とは関連していない。
• 空間的分布はε Ori（HD 37128）の周辺に集中しており、明確な部分構造が確認され、距離は250–380 pcの間と推定されている。
• この集団の性質は、ブローの順次的星形成モデルとは整合せず、むしろボイとアルベス（2015）が提唱した青いストリーム説によってよりよく説明される。
• OBPは、オリオン・ネビュラ類似集団の進化した対応体であると推定され、今後の褐色矮星、惑星質量天体、および円盤進化の研究の基準となる。