[論文レビュー] Photometric brown-dwarf classification. II. A homogeneous sample of 1361 L and T dwarfs brighter than J = 17.5 with accurate spectral types

N. Skrzypek, S. J. Warren+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 27, 2016

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 97被引用数 27

ひとこと要約

本論文は、J = 17.5未満の1361個のLおよびT型白色矮星の均一なサンプルを提示する。SDSS、UKIDSS、WISEの多バンド光度測定（izYJHKW1W2）を用い、写真的スペクトル型分類法によりサブタイプレベルの精度で分類している。サンプルはL0–T8の範囲で非常に高い完全性を示し、奇妙な青色L型白色矮星が晩期M型に誤分類されることによる、初期L型でわずかなバイアスと低汚染を示している。

ABSTRACT

We present a homogeneous sample of 1361 L and T dwarfs brighter than J = 17.5 (of which 998 are new), from an effective area of 3070 deg2, classified by the photo-type method to an accuracy of one spectral sub-type using izYJHKW1W2 photometry from SDSS+UKIDSS+WISE. Other than a small bias in the early L types, the sample is shown to be effectively complete to the magnitude limit, for all spectral types L0 to T8. The nature of the bias is an incompleteness estimated at 3% because peculiar blue L dwarfs of type L4 and earlier are classified late M. There is a corresponding overcompleteness because peculiar red (likely young) late M dwarfs are classified early L. Contamination of the sample is confirmed to be small: so far spectroscopy has been obtained for 19 sources in the catalogue and all are confirmed to be ultracool dwarfs. We provide coordinates and izYJHKW1W2 photometry of all sources. We identify an apparent discontinuity, $Δ$m $\sim$ 0.4 mag., in the Y-K colour between spectral types L7 and L8. We present near-infrared spectra of nine sources identified by photo-type as peculiar, including a new low-gravity source ULAS J005505.68+013436.0, with spectroscopic classification L2{$γ$}. We provide revised izYJHKW1W2 template colours for late M dwarfs, types M7 to M9.

研究の動機と目的

• L0からT8までのスペクトル型をカバーする大規模で均一なLおよびT型白色矮星サンプルの構築を目的とし、統計的集団研究を可能にする。
• 過去のサンプルに見られる不完全性、初期型に偏ったバイアス、または分光的不完全性といった制限を克服すること。
• 多バンド光度測定を用いた分光測定なしの正確な超冷却白色矮星分類の写真的スペクトル型法の妥当性を検証すること。
• 統計的分析の根拠となる、サンプルの完全性と汚染度を定量化すること。
• 写真的SEDフィッティングを用いて、希少なタイプ、奇妙な源、候補二重星を同定すること。

提案手法

• 3070 deg²にわたる領域で、SDSS（i, z）、UKIDSS（Y, J, H, K）、WISE（W1, W2）の光度測定を写真的スペクトル型法に統合して適用する。
• 分光的に分類済みのL/T白色矮星から得た多項式フィットされたテンプレートSEDと、候補の観測SEDを比較する。
• カイ二乗最小化を用いてサブタイプレベルの精度でスペクトル型を割り当て、標準誤差は1サブタイプの精度を達成している。
• Y–Kなどの多波長色空間を用い、SEDフィットの劣化を検出することで、奇妙な源や候補二重星を同定する。
• 文献からの改良された校正とデータを用いて、M7–M9型のM型白色矮星テンプレート色を再評価する。
• 19個の源の分光測定による結果の妥当性を検証し、すべてが超冷却白色矮星であり、汚染度の程度を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 写真的スペクトル型分類（photo-type）は、L0–T8全範囲で完全性と信頼性を保っているか？
• RQ2 サンプルの完全性はスペクトル型ごとにどのように変化するか。初期L型に影響を与えるバイアスは何か？
• RQ3 写真的サンプルにおける非超冷却白色矮星（例：M型白色矮星、クェーサー）の汚染度はどの程度か？
• RQ4 L/T白色矮星のSEDに、スペクトル型遷移に対応する内在的な光度的不連続性が存在するか？
• RQ5 写真的スペクトル型法は、奇妙または低重力状態の源、および解像不能な二重星を信頼性高く同定できるか？

主な発見

• 1361個のLおよびT型白色矮星（L型1281個、T型80個）を含み、うち998個が新規発見。L0–T8の範囲でJ = 17.5まで97%の完全性を示す。
• 奇妙な青色L4およびそれより前の白色矮星が晩期M型に誤分類されることにより、初期L型にわずかな3%の不完全性バイアスが存在する。
• 赤色でおそらく若い晩期M型白色矮星が初期L型に誤分類されることにより、過剰な完全性（overcompleteness）が生じる。
• 汚染度は低く確認された：19個の分光的確認済み源はすべて超冷却白色矮星であった。
• L7とL8型の間でY–K色にΔm ≈ 0.4 mag. の顕著な光度的不連続性が観測された。
• 9個の奇妙な源が分光測定された結果、新規の低重力状態L2 γ型白色矮星ULAS J005505.68+013436.0が同定された。