[論文レビュー] Rotation periods for stars of the TW Hydrae association

W. A. Lawson, Lisa A. Crause|CERN Bulletin|Jan 24, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 30

ひとこと要約

本研究は、TWヒドラエ座 association (TWA) 内の12個の系に属する16個の星の回転周期を測定し、2つの明確な集団を特定した。TWA 1–13（中央値周期4.7日、約10 Myr、約55 pc）とTWA 14–19（中央値周期0.7日、約17 Myr、約90 pc）である。データは、これらの集団が空間的および回転的特性において明確に異なることを示しており、TWA 14–19はTWAの延長ではなく、オphiuchus-Scorpius-Centaurus OB association の Lower Centaurus-Crux (LCC) 群に属している可能性が高い。

ABSTRACT

We have conducted a photometric study of late-type members of the TW Hydrae association (TWA) and measured the rotation periods for 16 stars in 12 systems. For TWA stars listed by Webb et al. and Sterzik et al. (TWA 1-13; led by TW Hya = TWA 1) we find a median period of 4.7 d. However, for stars that we measured in the TWA 14-19 group identified by Zuckerman et al., we find a median period of only 0.7 d. The period distributions of the two groups cannot be reconciled at the 3-sigma significance level. Using photometric arguments supported by the Hipparcos distance to HD 102458 (= TWA 19A), we find that TWA 14-19 reside at an average distance of d \approx 90 pc, spatially at the near boundary of the Lower Centaurus-Crux (LCC) subgroup of the Ophiuchus-Scorpius-Centaurus OB-star association (OSCA). Proper motions for HD 102458, TWA 14, 18 and 19B link these stars to the LCC subgroup. From Hertzsprung-Russell (H-R) diagram placement, we derive an age of \approx 17 Myr for the HD 102458 system that may be the representative age for the TWA 14-19 group. Merging various lines of evidence, we conclude that these stars form a spatially- and rotationally-distinct population of older pre-main sequence (PMS) stars, rather than being an extension of the TWA beyond those stars associated with TW Hya that have an age of \sim 10 Myr and reside at d \approx 55 pc. Instead, TWA 14-19 likely represent the population of low-mass stars still physically associated with the LCC subgroup.

研究の動機と目的

• TWヒドラエ座 association の後期星の回転周期を、複数回の測光観測を用いて測定すること。
• TWA 14–19 が TWA に物理的に関連しているのか、あるいは別の星集団に属するのかという曖昧さを解消すること。
• TWA 1–13 と TWA 14–19 の集団間の空間的・運動的・年齢的差異を特定すること。
• 観測された回転周期分布の違いが、異なる進化歴を反映しているのか、あるいは異なる星集団に属するからであるのかを検証すること。

提案手法

• 南アフリカ天文台のサザーランド観測所にある1m望遠鏡を用いて、VバンドおよびIバンドの複数回の測光観測を実施した。
• 2000年および2001年の観測実施期間中に得られた光曲線を解析し、明るさの変動における周期性を検出し、回転周期を測定した。
• HD 102458（TWA 19A）のHipparcos視 parallax および自己運動データを用いて、距離と Lower Centaurus-Crux (LCC) 群との運動的一致性を推定した。
• PMS進化モデル（Siess et al. 2000）を用いた Hertzsprung-Russell (H-R) 図への配置により、HD 102458 などの主要星の年齢を推定した。
• 既知の LCC 群メンバーとの比較を通じて、自己運動および空間的位置を照合し、運動的所属関係を評価した。
• TWA 1–13 と TWA 14–19 の回転周期分布の差異の有意性を、3σ統計的検定を用いて評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 TWA 14–19 の星は TWA に物理的に関連しているのか、それとも別の星集団に属するのか？
• RQ2 TWA 14–19 集団の真の距離と年齢は何か？ そして TWA 1–13 集団と比較してどう異なるか？
• RQ3 2つの TWA の亜群間で観測された回転周期の違いは、異なる進化段階を反映しているのか、あるいは物理的関連性の違いを示しているのか？
• RQ4 TWA 14–19 集団は、Ophiuchus-Scorpius-Centaurus OB association の Lower Centaurus-Crux (LCC) 群への運動的所属と整合的か？
• RQ5 測光的およびアストロメトリックなデータは、TWA 14–19 が TWA の延長であるのか、別個の集団であるのかという議論を解消できるか？

主な発見

• TWA 1–13 星の中央値回転周期は4.7日であるのに対し、TWA 14–19 星は0.7日であり、回転特性に顕著な差が存在することが示された。
• 2つの回転周期分布は3σの有意水準で統計的に別個のものであり、単一の母集団からのものであるという仮説は棄却された。
• TWA 14–19 星は平均して約90 pcの距離に位置しており、HD 102458 のHipparcos距離（104 pc）および LCC 群の境界（95 pc）と整合的である。
• HD 102458、TWA 14、TWA 18、TWA 19B の自己運動は、Ophiuchus-Scorpius-Centaurus OB association の LCC 群への所属と一致している。
• H-R図への配置により、HD 102458 系の年齢は約17 Myrと推定され、TWA 1–13 集団（8–10 Myr）より約8 Myr古く、TWA 14–19 に別個の年齢があることを支持する。
• 研究者らは、TWA 14–19 が、LCC 群に物理的に関連する、より古く、空間的および回転的特性で別個の準主系列星の集団であると結論づけた。これは TWA の延長ではなく、独立した集団である。