[論文レビュー] Stars and brown dwarfs in the sigma Orionis cluster. IV. IDS/INT and OSIRIS/GTC spectroscopy and Gaia DR2 astrometry

J. A. Caballero, A. de Burgos+4 more|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|Aug 27, 2019

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 120被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、IDS/INTおよびOSIRIS/GTCを用いた分光および天測定調査を、σオリオン座クラスタの168個の星および褐色矮星に対して実施した。Gaia DR2の天測定データと併用した結果、51個の非クラスタメンバー（うち35個は以前はメンバーと誤認されていた）を同定した。これにより、メンバーの信頼性が著しく向上し、本クラスタにおける最も包括的な若年特徴のデータベースが構築された。

ABSTRACT

Context. Only a few open clusters are as important for the study of stellar and substellar objects, and their formation and evolution, as the young sigma Orionis cluster. However, a complete spectroscopic characterisation of its whole stellar population is still missing. Aims. We filled most of that gap with a large spectroscopic and astrometric survey of targets towards sigma Orionis. Eventually, it will be one of the open clusters with the lowest proportion of interlopers and the largest proportion of confirmed cluster members with known uncontrovertible youth features. Methods. We acquired 317 low-resolution optical spectra with the Intermediate Dispersion Spectrograph (IDS)} at the 2.5 m Isaac Newton Telescope (INT) and the Optical System for Imaging and low Resolution Integrated Spectroscopy (OSIRIS) at the 10.4 m Gran Telescopio Canarias (GTC). We measured equivalent widths of Li I, H-alpha, and other key lines from these spectra, and determined spectral types. We complemented this information with Gaia DR2 astrometric data and other features of youth (mid-infrared excess, X-ray emission) compiled with Virtual Observatory tools and from the literature. Results. Of the 168 observed targets, we determined for the first time spectral types of 39 stars and equivalent widths of Li I and H-alpha of 34 and 12 stars, respectively. We identified 11 close (rho

研究の動機と目的

• 低分散光学分光法を用いて、σオリオン座クラスタの星および亜星族の完全な分光的特徴を明らかにすること。
• 分光的診断（Li I、Hα）とGaia DR2天測定データ、若年特徴（X線放射、中赤外過剰）を統合することで、メンバー特定の精度を向上させること。
• 文献における誤分類を是正し、以前はσオリオン座メンバーとみなされていたが実際には非メンバーであった51個の天体を同定すること。
• 今後の前主系列進化に関する研究に向け、疑いのない若年特徴を有するクラスタメンバーの信頼性の高いサンプルを提供すること。
• 場内の混入体による影響を低減することで、若いオープンクラスタにおける初期質量関数および円盤周率の測定精度を向上させること。

提案手法

• 2.5 mアイザック・ニュートン望遠鏡（INT）の低分散分光器（IDS）および10.4 mグラン・テレスコピオ・カナリアス（GTC）のOSIRIS装置を用いて、合計317本の低分散光学分光スペクトルを取得した。
• Li I、Hα、その他の主要な分光線の等価幅を測定し、前主系列星および物質降着星を同定した。
• 168個の対象についてスペクトル型を決定した。そのうち39個は初回のスペクトル型割り当てであった。
• 分光データとGaia DR2天測定データを統合し、自己運動およびパララックスを評価した。これにより、11個の解像可能な連星系および51個の非クラスタメンバーを同定した。
• バーチャル・オブザーバトリ（VO）ツールを用いて、X線放射および中赤外過剰に関する文献データを統合し、若年特徴の診断を強化した。
• 標準星（例：GJ 380、BD+33 1505）を用いて、観測期間にわたるスペクトル型のキャリブレーションおよびフラックスキャリブレーションを実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分光および天測定データを統合した結果、これまでにカタログ化されたσオリオン座候補天体の真のメンバー状態は何か？
• RQ2 観測対象のうち、Li I、Hα発光、赤外過剰といった明確な若年特徴を有する真の前主系列星はどれくらいいるか？
• RQ3 σオリオン座クラスタに存在する場内の混入体の割合はどの程度であり、これにより初期質量関数や円盤周率に関する従来の研究にどのような影響を与えるか？
• RQ4 本調査で新たに発見された分光連星、物質降着星、若年星系天体はそれぞれどれくらいか？
• RQ5 Gaia DR2天測定データと多波長の若年特徴指標を組み合わせることで、従来の手法に比べてメンバー特定分類の精度はどの程度向上するか？

主な発見

• 39個の星が、初めてのスペクトル型決定を経験し、クラスタの星族の完全性が向上した。
• Li Iの等価幅を34個の星について、Hαを12個の星について測定し、若年性および物質降着の新たな診断指標が得られた。
• Gaia DR2により、11個の近接連星（ρ ≤ 3 arcsec）が解像され、そのうち3個は以前に未知のシステムとして知られていなかった。
• 14個の強力な物質降着星が同定され、そのうち4個は新規発見であった。さらに4個の星では、Hα線が120 km s⁻¹以上シフトしており、高速な噴流を示唆する。
• 51個の非クラスタメンバーが同定された。そのうち35個は、以前はσオリオン座メンバーと誤認されていた。これにより、従来の研究における混入体の影響が顕著に低減された。
• オリオンOB1b associationの希薄な領域に、2個の新たな若年星候補が発見された。これは、場内の混入体や初期段階の星形成を示唆する可能性がある。