[論文レビュー] The CIDA Variability Survey of Orion OB1 II: demographics of the young, low-mass stellar populations

César Briceño, Nuria Calvet+12 more|arXiv (Cornell University)|May 2, 2018

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 5

ひとこと要約

本研究は、オリオンOB1 associationの約180平方度にわたる大規模で複数エポックにわたる光学的光度測定調査を実施し、2,064個の低質量準主系列星を同定した。その中には、降着中から非降着状態に移行する段階にあるTタウリ星の新規C/Wクラスが含まれる。星形成の年齢勾配は、OB1a（約10 Myr）からOB1b（約5 Myr）へ、さらに分子雲（約3 Myr）へと順次進行しており、Li I線の欠損は約8.5 Myrのスケールで発生する。降着は2.1 Myrのe-減衰時間スケールで減少し、光学的変動はCTTSからWTTSへと低下する。これは星の活動性が時間とともに減少していることを示している。

ABSTRACT

We present results of our large scale, optical, multi-epoch photometric survey of ~180 square degrees across the Orion OB1 association, complemented with extensive follow up spectroscopy. We map and characterize in an uniform way the off-cloud, low-mass, pre-main sequence populations. We report 2064, mostly K and M-type, confirmed T Tauri members. Most (59%) are located in the OB1a subassociation, 27% in OB1b, and 14% within the confines of the A and B molecular clouds. There is significant structure in the spatial distribution of the young stars. We characterize two new clusterings of T Tauri stars, HD 35762 and HR 1833 in the OB1a subassociation, and two stellar overdensities in OB1b. There is indication of two populations of young stars in the OB1b region, located at two different distances, which may be due to the OB1a subassociation overlapping on front of OB1b. The various groups and regions can be ordered in an age sequence that agrees with the long standing picture of star formation starting in Orion OB1a some 10-15 Myr ago. We define a new type of T Tauri star, the C/W class, objects we propose may be nearing the end of their accretion phase. We detect the observational signature of Li depletion in young K and M stars with a timescale of 8.5 Myr. The decline of the accretion fraction from ~2 - 10 Myr, implies an accretion e-folding timescale of 2.1 Myr. Finally, the median amplitude of the V-band variability shows the decline of stellar activity, from accreting Classical T Tauri stars to the least active field dwarfs.

研究の動機と目的

• オリオンOB1 associationにおける雲外の低質量準主系列星の集団を、一貫性のある複数エポックの光度測定と分光測定によってマッピングおよび特徴づける。
• OB1a、OB1b、および分子雲領域における若い星の空間的構造とクラスタリングを解明する。
• 色-等級図と理論的等時曲線を用いて、オリオンOB1における星形成の年齢順序を特定する。
• Hαの変動、赤外余剰、光学的変動に基づき、Tタウリ星の新規進化段階（C/Wクラス）を同定・分類する。
• KおよびM型準主系列星におけるリチウムの欠損時間スケール、降着分率の低下時間スケール、星の活動性の進化を測定する。

提案手法

• CIDA、WIYN、マゼラン、SOAR、FLWOの望遠鏡を用いて、オリオンOB1 associationの約180平方度にわたる広視野で複数エポックの光学的光度測定調査を実施した。
• M2FS、Hectospec、Hectochelle、FASTなどの装置を用いて、Hα放射、Li I λ6707の等価幅、および径速度を測定する広範な分光的フォローアップを実施した。
• Hα線強度の変動、赤外余剰、光学的光度変動に基づき、星をCTTS、WTTS、および新規C/Wクラスに分類した。
• 色-等級図（CMD）とBaraffeら（1998年）およびSiessら（2000年）の理論的等時曲線を用いて、星集団の年齢を推定した。
• 降着分率の時間的低下を指数関数的関数でフィットし、2.1 Myrのe-減衰時間スケールを導出した。
• 異なるTタウリ星クラスにおける中央値Vバンド変動振幅を測定することで、磁気活動の進化を定量化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリオンネビュラクラスタを除くオリオンOB1 associationにおける低質量準主系列星の空間的分布とクラスタリング構造は何か？
• RQ2 OB1a、OB1b、およびA/B分子雲領域における星形成の年齢順序は何か？また、長年の順次形成モデルと比較するとどうなるか？
• RQ3 CTTSとWTTSの間のHα変動、赤外余剰、光学的変動の両方を示す中間的特徴に基づき、Tタウリ星の新規進化段階を同定できるか？
• RQ4 オリオンOB1におけるKおよびM型準主系列星におけるリチウムの欠損時間スケールは何か？理論的モデルと比較するとどうなるか？
• RQ5 光学的変動振幅（星の活動性の代理指標として用いられる）は、降着中のCTTSからC/Wクラスを経て非降着のWTTSおよび場所の白色矮星へとどのように変化するか？

主な発見

• 調査では2,064個の確認済み低質量Tタウリ星が同定され、そのうち59％がOB1a、27％がOB1b、14％がA/B分子雲に存在しており、顕著な空間的構造が示された。
• 2つの新規星集団が同定された：OB1aのHD 35762およびHR 1833集団（ともに25 Oriクラスタ付近）、およびOB1bに存在する2つの過密度（IおよびII）で、合計231個のTタウリ星が含まれる。
• オリオンネビュラクラスタを取り巻く約2°の広がりを持つ若い星のハローが存在し、これはNGC 1977（北）およびNGC 1980（南）の低質量集団に対応する。
• OB1a（約10 Myr）からOB1b（約5 Myr）へ、さらに分子雲（約3 Myr）へと至る年齢順序は、オリオンにおける長年の順次星形成モデルを支持する。
• Li I λ6707線の等価幅は8.5 Myrのスケールで低下し、理論的モデルおよび他の星形成領域における先行研究と整合的である。
• 降着分率は2.1 Myrのe-減衰時間スケールで低下し、先行研究と整合的である。また、光学的変動振幅はCTTSからWTTSへと低下し、星の活動性が時間とともに減少していることを示している。