[論文レビュー] The Galactic O-Star Spectroscopic Survey (GOSSS)

J. Maíz Apellániz, A. Sota+7 more|arXiv (Cornell University)|Oct 27, 2010

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 6

ひとこと要約

銀河O星分光的サーベイ（GOSSS）は、複数の観測所から一貫したデータを用いて、V ~ 10まで及ぶ約2,500個の銀河的O星を対象とした、高SN比（R ~ 2500）の青・紫帯域分光サーベイを提供する。主な貢献には、O星の約5％を占める新規のOfc分類の発見、2例の新規Of?p星の同定、光度クラスIII–VのO9.7の正式導入、O星のための新アトラスの作成があり、質量関数および消光則の理解に不可欠な、より良い分光的分類と多重性研究を可能にする。

ABSTRACT

We present a massive spectroscopic survey of Galactic O stars, GOSSS, based on new, high signal-to-noise ratio, R~2500 blue-violet digital observations from both hemispheres. The sample size and selection criteria; the relationship between GOSSS, the Galactic O-Star Catalog (GOSC), and three sister surveys (OWN, IACOB, and Lucky Imaging); the current status; and our plans for the future are discussed. We also show some of our first results, which include the new Ofc category, two new examples of Of?p stars, a new atlas for O stars, and the introduction of the O9.7 type for luminosity classes III to V. Finally, our scientific objectives are discussed.

研究の動機と目的

• 視覚的可視星（B < 14）として観測可能な銀河的O星の、包括的かつ高SN比で中分解能（R ~ 2500）の分光データベースを構築すること。
• 特にO9.7星の分光的分類と光度クラスの割り当ての正確性を向上させ、GOSCのような過去のカタログにおける不整合を是正すること。
• 複数エポック分光観測を用いた質量星連星系の精密な特徴付けを可能にし、初期質量関数（IMF）および多重性統計におけるバイアスを是正すること。
• 高SN比分光データと光度測定データを組み合わせ、洗練された消光補正を施すことにより、光学〜赤外域の消光則の改善を支援すること。
• GOSSSの結果を銀河的O星カタログ（GOSC）v3.0に統合し、太陽系近傍の質量星統計的研究における利用価値を高めること。

提案手法

• 1.5 m OSN、LCOの2.5 m duPont、CAHAの3.5 m望遠鏡を用いて、高SN比（≥300）、R ~ 2500、青・紫帯域（3900–5100 Å）分光データを取得する。
• 観測所間で一貫した処理を保証する専用のデータ還元パイプラインを用い、OSNとLCOのデータ間に高い類似性が確認された。
• 将来的な光度測定サーベイからO星候補を同定するために、ベイズ的光度測定コードCHORIZOSを適用し、文献に記載されたタイプを超えたサンプルを拡張する。
• 特定の標的に対して複数エポックの観測を実施し、径速度変動を検出し、分光連星の軌道パラメータを測定する。
• 同伴のラッキーイメージング調査を用いて、密な連星系を解像し、分光的検出を確認する。
• GOSSSの結果をGOSC v2.3データベースに統合し、今後のv3.0アップグレードでは、新規分光タイプの追加と、MySQLおよびAladin可視化による強化された照会機能を実装する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新しく同定されたOfc星がO型星の中でどれほどの頻度で存在し、その分光的特徴は何か？
• RQ2 O星の多重性特性、特に分光連星および多重系が、初期質量関数（IMF）に及ぼすバイアスはどのように寄与しているか？
• RQ3 太陽系近傍における星間消光の性質と分布は何か？高SN比O星分光データと光度測定データを用いて、どのように洗練できるか？
• RQ4 O星の観測的特徴、例えば分光的分類や光度クラスは、太陽から3 kpc以内の空間的分布においてどのように変化するか？
• RQ5 分光法、光度測定法、高分解能イメージングの組み合わせによって、長年の難問である拡散性星間帯（DIBs）の謎はどの程度解明可能か？

主な発見

• 分光的分類がO5に近い通常のO星において、C iii λλ4647–50–51の発光線が検出されたことから、O星全体のおよそ5％を占める新規のOfc分類が導入された。
• 非常にまれなOf?p星の新規例2例が同定され、磁気的変動を示すO星としての既知のサンプルが拡大された。
• 光度クラスIIIからVのO9.7分類が正式に導入され、この遷移的タイプにおける分光分類の曖昧さが解消された。
• GOSSSプロジェクトは、今後の分光分析および分類のための均一な基準としての高品質O星分光アトラスを製作した。
• 複数エポック分光観測により、質量星における分光的多重星の割合が、100例以上の星における径速度変動とOWNサーベイによる26例の確認軌道を根拠に、約20％から約50％に上昇した。
• 高SN比分光データと改善された光度測定データの組み合わせにより、可変な赤外域傾きを持つ消光則が導出可能となり、小規模で低消光のサンプルに基づく古くから使われてきたCardelliら（1989）の法則を上回る改善が達成された。