[論文レビュー] Stars and brown dwarfs in the sigma Orionis cluster. II. A proper motion study

J. A. Caballero|arXiv (Cornell University)|Jan 20, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 67被引用数 12

ひとこと要約

本研究では、USNO-B1、2MASS、および写真干渉アーカイブの複数エポックの位置測定を用いて、σオリオンス星団の固有運動の混入星を特定し、選択された42個の星のうち37個が非メンバーであることを明らかにした。主な貢献は、長基線（50年以上）を用いた固有運動解析が、分光法を用いずに、特に晩期矮星のような場所の混入物を効率的に除外できることを示したことである。これにより、星団メンバー頻度の研究（例：惑星環、リチウム含有量の分析を含む）における過去の混入状態が是正された。

ABSTRACT

Aims: I seek to fully know the stellar and substellar populations in the young sigma Orionis open cluster, which is a benchmark for star-forming studies. Because of the very low proper motion of the cluster, late-type dwarfs with appreciable proper motion in the foreground of sigma Orionis can be easily discarded for expensive spectroscopic follow-up. Methods: I use the Aladin sky atlas, USNO-B1, public astrometric catalogues, and photographic plate digitisations to identify stars with proper motions inconsistent with cluster membership in a circular area of radius 30 arcmin centred on the early-type multiple system sigma Ori. Mostly due to the long time baseline, of more than half a century, the errors in the measured proper motions are lower than 2 mas/a. Results: Of the 42 stars selected for astrometric follow-up, 37 of them are proper-motion cluster interlopers. Some USNO-B1 measurements were affected by partially resolved (visual) multiplicity and target faintness. Because of their late spectral types and, hence, red colours, 24 contaminants had been considered as sigma Orionis members at some moment. I discuss how contamination may have affected previous works (especially related to disc frequencies) and the curious presence of lithium absorption in three M-dwarf proper-motion contaminants. Finally, I classify the bright star HD 294297 as a late-F field dwarf unrelated to the cluster based on a new proper motion measurement. Conclusions: Although proper motions cannot be used to confirm membership in sigma Orionis, they can be used instead to discard a number of cluster member candidates without spectroscopy.

研究の動機と目的

• σオリオンス星団メンバー候補サンプルを汚染する高固有運動の場所星を特定・除去すること。
• 位置測定の混入物を排除することで、星団メンバー頻度推定（例：惑星環、Hα放射、リチウム）の正確性を向上させること。
• 固有運動による混入が、過去のσオリオンス星団の光度測定および分光的調査に与えた影響を評価すること。
• 長基線位置測定を用いて、分光法を用いずに星団メンバー候補リストを洗練する強固な手法を提供すること。
• HD 294297を含む特定星のメンバー状態を、正確な固有運動測定を用いて再評価すること。

提案手法

• Aladin仮想天文台ツールを用いて、σ Oriを中心とする30アーキセコンド以内でUSNO-B1と2MASSカタログをクロスマッチした。
• USNO-B1の固有運動が40 mas yr⁻¹を超える、Jバンド等級が15.5 mag未満、かつ少なくとも3回のUSNO-B1検出を有する42個の星をフォローアップ対象として選定した。
• USNO-A2、GSC2.2/2.3、2MASS、DENIS、CMC14、UKIDSS、SuperCOSMOSの写真干渉アーカイブの複数エポック位置測定を用いて、位置測定を実施した。
• 50年以上の時間基線を活用することで、固有運動の不確実性を2 mas yr⁻¹未満に抑えた。
• 利用可能な分光データを用いて結果を検証した。特にリチウム吸収および径速度の観点から検証した。
• 固有運動、光度測定、先行文献に基づいて分類し、星団メンバーと場所の混入星を区別した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高固有運動を示す場所星は、σオリオンス星団メンバー候補サンプルをどの程度汚染しているか？
• RQ2 固有運動による混入は、過去のσオリオンス星団における惑星環頻度およびリチウム含有量の推定にどの程度影響を与えたか？
• RQ3 2 mas yr⁻¹未満の精度で長基線位置測定を用いることで、分光法を用いずに場所の混入物を効果的に同定・除外できるか？
• RQ4 なぜ一部の晩期場所矮星が高固有運動を示しながらも、若いσオリオンス星団メンバーの光度色を模倣するのか？
• RQ5 HD 294297の真のメンバー状態は何か？その固有運動は星団連関をどのように除外するか？

主な発見

• 位置測定フォローアップ対象として選定された42個の星のうち、37個が固有運動の混入星として確認され、主に高固有運動を示す晩期場所矮星であった。
• 37個の混入星のうち21個は、従来の調査で新たに非メンバーとして特定された。これは、過去の調査に顕著な混入が存在していたことを示している。
• 37個の混入星のうち17個（46％）は、Scholz & Eislöffel (2004)、Sherry et al. (2004)、Hernández et al. (2007)の研究で、σオリオンス星団メンバーとして誤って分類されていた。
• 110年という基線を用いたHD 294297の固有運動測定により、これは星団とは無関係な晩期F型場所矮星であることが確認された。
• 3個の固有運動混入星が、若いσオリオンス星団メンバーと同等のリチウム吸収等幅を示した。これは、模倣効果の可能性を示唆している。
• 本研究では、長基線と高精度カタログを用いた固有運動解析が、分光法を用いずに星団サンプルの混入物を効果的に除去できることを示した。