[論文レビュー] Populations of AGB stars and LPVs in the Galaxy and Local Group

M. A. T. Groenewegen|arXiv (Cornell University)|Jun 16, 2005

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、赤外線サーベイ（2MASS/DENIS、MSX）、微小レンズ効果データ、および狭帯域画像を用いて、銀河および局所団内の非定常的巨星系列（AGB）星および長周期変光星（LPV）の最近の進展をレビューする。AGB星、特に炭素豊富でM型の星は、特徴的な赤外色と脈動的変動性により、効率的に検出可能であり、主な発見はC/M星比が金属量に依存することを示し、バルジおよび矮星系に中年齢の星族が存在することを明らかにする。

ABSTRACT

In this review I will discuss recent developments on the topic of resolved Asymptotic Giant Branch (AGB) stars and Long Period Variables (LPVs) in our Galaxy, the Magellanic Clouds, and the Local Group in general. Since the main characteristics of AGB stars are (1) their infrared, (2) pulsational and (3) chemical properties, it is fitting that I will focus on recent results from the (a) 2MASS/DENIS and MSX near- and mid-IR surveys, the (b) micro-lensing surveys and (c) dedicated narrow-band imaging surveys.

研究の動機と目的

• 複数波長サーベイを用いて、銀河および局所団全域におけるAGB星およびLPVの検出に関する最近の観測的進展を統合すること。
• さまざまな銀河的環境におけるAGB星族、金属量、星形成歴との関連を理解すること。
• 脈動、ダスト形成、および化学的特異性（例：C/O比、s過程元素）がAGB星の分類に果たす役割を調査すること。
• 赤外線色色図と狭帯域フィルターの信頼性が、M型とC型AGB星を区別するのにどの程度有効であるかを評価すること。
• 特に矮小球状銀河およびバルジにおいて、AGB星族が化学的進化および構造的形成に与える影響を検討すること。

提案手法

• 2MASSおよびDENISの近赤外線サーベイ（J、H、Kバンド）を用い、赤い（J-K）色と高いKバンド明るさに基づいてAGB星を同定する。
• MSXの中赤外線サーベイデータを応用し、ダストに包まれたAGB星で赤外線過剰が顕著な星を検出する。
• 微小レンズ効果サーベイデータ（例：MACHO、OGLE）を分析し、周期的光曲線に基づいて変光AGB星、特にミラ型星を同定する。
• TiO（酸素豊富）およびCN/C2（炭素豊富）分子バンドに中心を持つ狭帯域フィルターを用いた画像を用い、色色図においてM型とC型AGB星を分離する。
• 観測された色等級図（CMD）を合成モデル（例：Marigo 2002）と比較し、AGBシーケンスの解釈とC星と酸素豊富星の区別を行う。
• 進化的星族合成モデル（例：Mouhcine & Lançon 2003）を用い、星形成歴および金属量と関連して観測されたC/M比を解釈する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2MASS/DENISデータにおける赤外線色（J-K）および明るさは、局所団銀河内のAGB星およびLPVの同定にどのように寄与するか？
• RQ2 微小レンズ効果サーベイは、銀河のバルジおよび近隣銀河における変光AGB星、特にミラ型星の検出と特徴抽出にどの程度貢献するか？
• RQ3 狭帯域画像サーベイ（例：7800 Åおよび8100 Åフィルター）は、低金属量環境におけるM型とC型AGB星の分離にどの程度可能か？
• RQ4 さまざまな局所団銀河において、C星とM型AGB星の比は金属量とどの程度相関するか？
• RQ5 観測されたAGB星族は、中年齢および古星族における星形成歴および混入効率の推定に寄与できるか？

主な発見

• 局所団のAGB星は、その高い明るさと赤い赤外色のおかげで、2MASSでは約150 kpcの距離まで検出可能であり、マゼラン雲およびM31/M33を除く16個のLG銀河で約100の候補が同定された。
• 2MASSデータの（J-K）色色図は、合成CMDと良好に一致しており、観測されたシーケンスにC星および酸素豊富AGB星が存在することを確認している。
• 微小レンズ効果サーベイは、銀河のバルジに存在するミラ型星が中年齢星族（1–3 Gyr）に属している可能性を示しており、二次的でバー駆動の擬似バルジ形成メカニズムを示唆している。
• 狭帯域サーベイは、M33に7936個のC星、IC10に676個、M31の外縁部では10個未満のC星を同定し、C星形成が空間的および金属量依存的であることを示している。
• C星とM型AGB星の比（log(C/M0+)）と金属量の間に線形関係が見つかり、log(C/M0+) = (−1.35 ± 0.20)[Fe/H] + (−1.92 ± 0.20) と表される。これはC星生成が金属量に強く依存することを示している。
• 進化的星族合成モデル（Mouhcine & Lançon 2003）は、ハッブル型（SaからIrrまで）における観測されたC/M比の傾向をうまく再現しており、第三混入と金属量がAGB進化に果たす役割を支持している。