[論文レビュー] The population of hot subdwarf stars studied with Gaia II. The Gaia DR2 catalogue of hot subluminous stars

S. Geier, R. Raddi+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 22, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 66被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、色、絶対等級、および低減された自己運動の基準を用いて選別された、ガイヤ DR2に基づく全天の39,800個の高温低光度星候補からなるカタログを提示する。このカタログは、G < 19 magの限 magnitude に制限されており、銀河平面を除く1.5 kpc圏内でほぼ完全である。本カタログは、高温低光度星の進化および連星系相互作用の理解を深めるために、近い将来の光度測定および分光測定調査の主要なターゲットリストを提供する。

ABSTRACT

Based on data from the ESA Gaia Data Release 2 (DR2) and several ground-based, multi-band photometry surveys we compiled an all-sky catalogue of $39\,800$ hot subluminous star candidates selected in Gaia DR2 by means of colour, absolute magnitude and reduced proper motion cuts. We expect the majority of the candidates to be hot subdwarf stars of spectral type B and O, followed by blue horizontal branch stars of late B-type (HBB), hot post-AGB stars, and central stars of planetary nebulae. The contamination by cooler stars should be about $10\%$. The catalogue is magnitude limited to Gaia $G&lt;19\,{ m mag}$ and covers the whole sky. Except within the Galactic plane and LMC/SMC regions, we expect the catalogue to be almost complete up to about $1.5\,{ m kpc}$. The main purpose of this catalogue is to serve as input target list for the large-scale photometric and spectroscopic surveys which are ongoing or scheduled to start in the coming years. In the long run, securing a statistically significant sample of spectroscopically confirmed hot subluminous stars is key to advance towards a more detailed understanding of the latest stages of stellar evolution for single and binary stars.

研究の動機と目的

• ガイヤ DR2の位置・距離測定および多波長光度測定を用いて、全天にわたる高温低光度星候補の包括的カタログを構築すること。
• 高温低光度星の形成および進化、特に連星系におけるそれらの挙動を調査するため、統計的に有意な分光的追従観測を可能にするために、候補者を特定すること。
• 特に銀河のハロー部および外縁ディスク領域において、従来の調査を上回る完全性と信頼性を有する高温低光度星のサンプルを向上させること。
• 冷却星からの汚染が低く（約10％）、明確に定義された限 magnitude に制限されたターゲットリストを提供することで、将来的な大規模調査を支援すること。
• 脈動するおよび化学的に特異な低光度星を特定することで、星震学的および大気物理学的研究を促進すること。

提案手法

• ガイヤ DR2データに色、絶対等級、および低減された自己運動の基準を適用して、高温低光度星候補を抽出した。
• 地上望遠鏡調査（例：SDSS、IPHAS、VPHAS+、GALEX、2MASS）からの多波長光度測定とガイヤ DR2の位置・距離測定を統合し、選別精度を向上させた。
• 全天空にわたる約1.5 kpc圏内の完全性を確保するため、G < 19 magの限 magnitude を採用した。銀河平面およびLMC/SMCを除いた領域を対象とした。
• 統計的補正を適用して完全性および汚染度を推定した。その結果、冷却星による汚染は約10％であると判明した。
• 主にB/O型の高温低光度星候補として分類されたが、副次的な集団として青色水平枝星、高温後AGB星、および惑星ネbulaの中心星も含まれた。
• 既存の分光的サンプルとの照合および既知の高温低光度星データベースとの照合により、カタログの信頼性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ガイヤ DR2に基づく全天の高温低光度星カタログの完全性および汚染度は、どの程度であるか？
• RQ2 ガイヤ DR2の多波長光度測定および位置・距離測定をどのように統合することで、高温低光度星候補の最適な選別が可能になるか？
• RQ3 銀河平面を除く1.5 kpc圏内、特にハロー部において、カタログの完全性はどの程度であるか？
• RQ4 最終サンプルにおけるスペクトル型（例：sdO/B、HBB、post-AGB）の予想される分布はどのようなものか？
• RQ5 本カタログは、将来的な大規模分光測定および光度測定調査の基盤として、どのように活用可能か？

主な発見

• カタログには39,800個の高温低光度星候補が含まれており、G < 19 magの限 magnitude に制限され、全天をカバーしている。
• カタログは、銀河ハロー部および外縁ディスク領域において、約1.5 kpc圏内でほぼ完全であると予想される。銀河平面およびLMC/SMCを除く。
• 冷却星による汚染は約10％と推定され、高温低光度星選別において高い純度を示している。
• 大多数の候補者はB/O型の高温低光度星と予想され、次に後期B型の青色水平枝星および後AGB星が続く。
• 脈動する低光度星および重力波源候補の数が有意に含まれている。
• WEAVE、4MOST、PLATOなどの近い将来の調査を支援する基盤となるターゲットリストとして設計されており、高温低光度星の進化および連星性に関する統計的に信頼性の高い研究を可能にする。