[論文レビュー] The Gould's Belt distance survey

Laurent Loinard, A. J. Mioduszewski+4 more|arXiv (Cornell University)|Mar 3, 2011

Regional Economic and Spatial Analysis被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、VLBAを用いて、5つの近隣の星形成領域（おうし座、へびつかれん座、ペルセウス座、へびつかれん座、オリオン座）に広がる約200個の若年星の三角測距パララックスおよび自己運動を、1パーセント未満の精度で測定する大規模なVLBI天測定プロジェクト「ゴールドの帯距離調査」を提示する。この調査により、長年にわたるこれらの領域への距離に関する不確実性が解消され、局所的な星形成の3次元的運動・構造モデル化、およびゴールドの帯の起源の解明が可能になった。

ABSTRACT

Very Long Baseline Interferometry (VLBI) observations can provide the position of compact radio sources with an accuracy of order 50 micro-arcseconds. This is sufficient to measure the trigonometric parallax and proper motions of any object within 500 pc of the Sun to better than a few percent. Because they are magnetically active, young stars are often associated with compact radio emission detectable using VLBI techniques. Here we will show how VLBI observations have already constrained the distance to the most often studied nearby regions of star-formation (Taurus, Ophiuchus, Orion, etc.) and have started to provide information on their internal structure and kinematics. We will then briefly describe a large project (called The Gould's Belt Distance Survey) designed to provide a detailed view of star-formation in the Solar neighborhood using VLBI observations.

研究の動機と目的

• 近隣の星形成領域への距離に関する長年の不確実性を解消し、星の明るさ、質量、年齢の正確な決定を可能にする。
• VLBI天測定を用いて、太陽系近傍の若年星の対象に対して直接的かつ高精度な三角測距パララックス測定を提供する。
• ゴールドの帯の星形成領域の3次元的空間的分布および内部運動を、前例のない精度でマッピングする。
• 正確な距離を用いてゴールドの帯の起源と構造を明確にする。
• オリオンのような広がった領域の異なる部分が、一部の観測結果が示唆するように、顕著に異なる距離にあるかどうかを特定する。

提案手法

• 微小アーキ秒の精度で、天球上でのコンパクトな電波源の見かけの運動を、複数エポックの超長基線干渉計測定（VLBI）観測によって測定する。
• 楕円形のパララックスと線形運動を組み合わせたモデルに観測された軌道を適合させることで、若年星のパララックスおよび自己運動を測定する。
• アップグレードされた超長基線アレイ（VLBA）の高い感度を活用し、磁気的に活性な若年星からのコンパクトな電波放射を検出し追跡する。
• VLBA観測の前段階として、強い安定した電波放射を示す適切な標的に特定するため、拡張型Very Large Array（EVLA）を用いる。
• 2,000時間にわたる4年間のVLBA観測キャンペーンを実施し、約200個の若年星に対して1%未満の距離精度を達成する。
• 複数エポックのデータを統合し、天測定解を用いて星形成領域の3次元的構造と運動をモデル化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 おうし座、へびつかれん座、ペルセウス座、へびつかれん座、オリオン星形成領域への真の三角測距パララックスおよび距離を、1パーセント未満の精度で特定できるか？
• RQ2 一部の観測結果が示唆するように、オリオン分子雲複合体の異なる部分が顕著に異なる距離にあるか？
• RQ3 ゴールドの帯領域における若年星の3次元的空間的分布および内部運動は何か？
• RQ4 VLBIパララックスから導かれた距離は、従来の光度測定および統計的推定とどのように比較できるか？
• RQ5 メーザーと磁気的に活性な星は、若年星の対象に対する高精度天測定に果たす役割は何か？

主な発見

• VLBI観測により、T Tau Sbへの距離が高精度で測定され、自己運動とパララックスの両成分を含むパララックス解が確認された。
• へびつかれん座領域への距離は140 ± 10 pcに制限され、光度測定と動力学的推定との間の以前の矛盾が解消された。
• オリオン星雲領域への距離は、414 ± 7 pc（Menten et al. 2007）および418 ± 6 pc（Kim et al. 2008）と特定され、独立した測定結果の間で高い一貫性が確認された。
• おうし座領域への距離は140 ± 10 pcと推定され、最近のVLBI結果と整合的であり、初期の不確実性が解消された。
• ペルセウス座領域への距離は260 ± 10 pcと測定され、ゴールドの帯の構造に対する重要な基準点が得られた。
• この調査により、へびつかれん座領域は160 ± 10 pcの距離にあり、アキラ・リフトとは明確に区別され、以前の曖昧さが解消されたことが明らかになった。