[論文レビュー] VISION - Vienna survey in Orion I. VISTA Orion A Survey

Stefan Meingast, J. Alves+18 more|Discovery Research Portal (University of Dundee)|Jan 7, 2016

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 91被引用数 35

ひとこと要約

本論文は、VISTA望遠鏡を用いてオリオンA分子雲の深さと高解像度な近赤外 (J, H, K_S) 空間走査、18.3 deg²をカバーし、K_S ≈ 19.0 mag で90%の完全性を持つVISION調査を提示する。2MASSに比べて10倍深く、埋め込まれた原始星（2,300〜3,000個）の正確な集計と、活発な星形成領域と相関する前方領域の存在を確認する。

ABSTRACT

Orion A hosts the nearest massive star factory, thus offering a unique opportunity to resolve the processes connected with the formation of both low- and high-mass stars. Here we present the most detailed and sensitive near-infrared (NIR) observations of the entire molecular cloud to date. With the unique combination of high image quality, survey coverage, and sensitivity, our NIR survey of Orion A aims at establishing a solid empirical foundation for further studies of this important cloud. In this first paper we present the observations, data reduction, and source catalog generation. To demonstrate the data quality, we present a first application of our catalog to estimate the number of stars currently forming inside Orion A and to verify the existence of a more evolved young foreground population. We used the European Southern Observatory's (ESO) Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) to survey the entire Orion A molecular cloud in the NIR $J, H$, and $K_S$ bands, covering a total of $\sim$18.3 deg$^2$. We implemented all data reduction recipes independently of the ESO pipeline. Estimates of the young populations toward Orion A are derived via the $K_S$-band luminosity function. Our catalog (799995 sources) increases the source counts compared to the Two Micron All Sky Survey by about an order of magnitude. The 90% completeness limits are 20.4, 19.9, and 19.0 mag in $J, H$, and $K_S$, respectively. The reduced images have 20% better resolution on average compared to pipeline products. We find between 2300 and 3000 embedded objects in Orion A and confirm that there is an extended foreground population above the Galactic field, in agreement with previous work. The Orion A VISTA catalog represents the most detailed NIR view of the nearest massive star-forming region and provides a fundamental basis for future studies of star formation processes toward Orion.

研究の動機と目的

• オリオンA分子雲の最も感度が高く、高解像度な近赤外調査を実施し、星形成プロセスを研究すること。
• ほこりに埋もれた領域における画像品質、深さ、源検出の限界を克服し、既存の調査を改善すること。
• 将来のオリオンAにおける低質量および高質量星形成の研究のための包括的かつ公開可能な源カタログを確立すること。
• 若年星天体（YSO）および前方領域の空間的分布と放射関数を調査すること。
• オリオンAに以前に観測された拡張した若年前方領域の存在と性質を検証すること。

提案手法

• ピクセルスケール1/3 arcsec/pixのVISTA望遠鏡を用いて、オリオンAの広域近赤外調査をJ、H、K_Sバンドで実施。
• 標準のESO CASUパイプラインよりも約20%解像度を向上させるために、独立したデータリダクションパイプラインを実装。
• 2MASSの光度スケールに校正された源抽出および光度測定を適用し、一貫性と正確性を確保。
• J=20.4、H=19.9、K_S=19.0 magで90%の完全性を持つ799,995個の源からなるカタログを生成。
• K_Sバンドの放射関数を用いて、オリオンAに存在する若年星天体の総数を推定。
• Megeathら（2012）のYSOカタログと照合し、完全性の評価と新しいYSO候補の同定を実施。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリオンA分子雲で形成中の埋め込まれた原始星および準主系列星の真の数は何か？
• RQ2 若年星天体の空間的分布は、オリオン星雲集団のような活発な星形成領域とどのように相関しているか？
• RQ3 オリオンAに顕著な拡張した前方領域の若年星が存在するか。その空間的関係は、主な雲構造とどうなっているか？
• RQ4 前方領域は、雲の西部における風や超新星のフィードバックプロセスとどの程度相関しているか？
• RQ5 VISION調査の向上した画像品質と深さは、2MASSなどの以前の調査と比較して、埋め込まれた源をどの程度よく解像できるか？

主な発見

• VISION調査カタログには799,995個の源が含まれており、2MASS調査と比較してほぼ10倍の源数増加を示す。
• 90%の完全性限界はJ = 20.4 mag、H = 19.9 mag、K_S = 19.0 magであり、ESOパイプライン製品と比較して20%の解像度向上を達成。
• 調査ではオリオンAに2,300〜3,000個の埋め込まれた原始星を同定した。これは以前の推定値と一致するが、深さの向上により信頼性が高まった。
• 調査は、若年星の複雑な前方領域の存在を確認した。主にオリオン星雲集団およびインテグラル型フィラメントに集中している。
• オリオンAの東部に2つの新しい潜在的小さな前方グループが同定され、局所的な星形成イベントの可能性を示唆した。
• Megeathら（2012）のYSOカタログとの照合では、ディスクに対して99.6%、原始星に対して84%の完全性が得られ、源検出の高精度性を示した。