[論文レビュー] Search for associations containing young stars (SACY) VII. New stellar and substellar candidate members in the young associations

Paul Elliott, A. Bayo+6 more|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|Apr 12, 2016

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 100被引用数 23

ひとこと要約

本研究では、2MASS J、H、Kの多波長画像測光およびUCAC4、PPMXL、NOMADカタログからの自己運動を用いて、若年性 association（5–150 Myr、<200 pc）に84個の新しい恒星および亜恒星候補メンバーを同定した。文献データと高分解能分光観測を組み合わせることで、76–88%のメンバー同定成功率を達成し、惑星系や初期質量関数（IMF）を研究するための低質量および亜恒星天体のサンプルを顕著に向上させた。

ABSTRACT

The young associations offer us one of the best opportunities to study the properties of young stellar and substellar objects and to directly image planets thanks to their proximity ($

研究の動機と目的

• 若年性 association（5–150 Myr、<200 pc）における低質量および亜恒星メンバーの調査を拡充し、系外惑星の直接像取りに不可欠である。
• 既存のサンプルに知られる不完全性、特に1 M⊙未塔以下で顕著な不完全性を是正し、初期質量関数（IMF）の正確な決定を妨げる要因を解消する。
• 複数エポックのアストロメトリと画像測光データを用いて、明るさが低い低質量メンバーを効率的に同定する方法を改善し、時間的に高コストな分光観測への依存を減らす。
• Hα、Li I、CaH、径速度、X線、UV過剰といった複数の若年性指標を用いた、メンバー同定の信頼性の高い、高成功率の手法を確立する。
• 将来の高対比画像測定調査が低質量系外惑星を標的にするための、新たな高確率の候補メンバーのサンプルを提供する。

提案手法

• 既知の若年性 association メンバーの周囲に、広がりや極めて広がりのある連星（1000–100,000 au）を同定するために、2MASSの近赤外画像測光（J、H、K）とUCAC4、PPMXL、NOMADカタログからの自己運動を統合した。
• 複数のカタログ間で位置と自己運動を照合することで、共通運動・共通年齢・類似共通年齢のシステムを探索した。
• 候補者のサブサンプルに対して、文献からの追加の画像測光および分光観測を収集し、新規の高分解能分光観測を実施した。
• Hα線放出、リチウム（Li I）およびカリウム（K I）の等価幅、CaHインデックス、X線放射、UV過剰、および径速度の一貫性といった複数の若年性指標を用いてメンバー同定を評価した。
• 複数の診断法にわたる一貫性基準を適用して、同定手法の76–88%の成功確率を導出した。
• （利用可能な場合）パララックスに基づく距離推定値を用いて物理的関連性を検証し、背景の混入物を避けるために使用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数エポックのアストロメトリと近赤外画像測光を用いた場合、若年性 association における低質量および亜恒星メンバーの同定効率はどの程度か？
• RQ2 画像測光、アストロメトリ、分光観測の診断法を組み合わせた場合、明るさが低く、質量が小さい候補メンバーのメンバー同定の信頼性はどの程度か？
• RQ3 この手法は、若年性 association における1 M⊙未満の初期質量関数の完全性をどの程度向上させるか？
• RQ4 この手法は、低質量系外惑星の高対比画像測定に適した高確率の亜恒星候補を同定できるか？
• RQ5 既知の若年性メンバーの周囲で同定された広がりのある連星の物理的距離と質量の分布はどのようになっているか？

主な発見

• 本研究では84個の新しい候補メンバーを同定した：0.2–1.3 M⊙の範囲に45個、0.08–0.2 M⊙に17個、0.08 M⊙未満に22個である。
• そのうち33個はHα、Li I、CaH、X線、UV過剰、径速度といった複数の若年性指標を用いて検証され、76–88%のメンバー同定成功率を達成した。
• 84個の候補のうち10個は、既存の分光観測研究で事前に同定済みであり、本手法の先行研究との整合性を裏付けた。
• 新規候補の大多数は亜恒星または低質量星であり、系外惑星の高対比画像測定調査のための最適な標的である。
• 本手法は、複数の診断法にわたる一貫性のある若年性の兆候を示し、偽陽性を効果的にフィルタリングする高い信頼性を示した。
• 本研究のサンプルは、惑星系形成および初期質量関数（IMF）の研究に不可欠な、近隣の若年性 association における低質量および亜恒星メンバーの可用性を顕著に向上させた。