[論文レビュー] VISION - Vienna survey in Orion. III. Young stellar objects in Orion A

Josefa E. Großschedl, J. Alves+15 more|University of Hertfordshire Research Archive (University of Hertfordshire)|Oct 1, 2018

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 104被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、VISTAと多波長データを用いたオリオンA分子雲の包括的かつ深さのある近赤外線スキャン（VISION）を実施し、2,980個の若い星形成対象（YSO）を同定した。これらは188個の原始星、185個のフラットスペクトル源、2,607個の準主系列星に refined 分類された。空間的分布の強力な相関関係から、フラットスペクトル源はクラスII YSO よりも若いことが確認された。これは、単なる視線方向の効果ではなく、高いダスト密度領域と強く関連しているためである。

ABSTRACT

We have extended and refined the existing young stellar object (YSO) catalogs for the Orion A molecular cloud, the closest massive star-forming region to Earth. This updated catalog is driven by the large spatial coverage (18.3 deg$^2$, $\sim$950 pc$^2$), seeing limited resolution ($\sim$0.7$"$), and sensitivity ($K_s<19$ mag) of the ESO-VISTA near-infrared survey of the Orion A cloud (VISION). Combined with archival mid- to far-infrared data, the VISTA data allow for a refined and more robust source selection. We estimate that among previously known protostars and pre-main-sequence stars with disks, source contamination levels (false positives) are at least $\sim$6.4% and $\sim$2.3%, respectively, mostly due to background galaxies and nebulosities. We identify 274 new YSO candidates using VISTA/Spitzer based selections within previously analyzed regions, and VISTA/WISE based selections to add sources in the surroundings, beyond previously analyzed regions. The WISE selection method recovers about 59% of the known YSOs in Orion A's low-mass star-forming part L1641, which shows what can be achieved by the all-sky WISE survey in combination with deep near-infrared data in regions without the influence of massive stars. The new catalog contains 2980 YSOs, which were classified based on the de-reddened mid-infrared spectral index into 188 protostars, 185 flat-spectrum sources, and 2607 pre-main-sequence stars with circumstellar disks. We find a statistically significant difference in the spatial distribution of the three evolutionary classes with respect to regions of high dust column-density, confirming that flat-spectrum sources are at a younger evolutionary phase compared to Class IIs, and are not a sub-sample seen at particular viewing angles.

研究の動機と目的

• オリオンA分子雲における若い星形成対象（YSO）の堅牢で高感度なカタログ作成を目的とする。オリオンAは、最も近い大質量星形成領域である。
• 深さのある近赤外線（VISTA）と中〜遠赤外線（Spitzer、WISE、Herschel）データを統合することで、YSOカタログにおける誤検出の混入を低減することを目的とする。
• 減退補正を施した中赤外スペクトル指数を用いて、YSOの進化段階への分類を精緻化することを目的とする。
• YSOの進化段階と高ダスト密度領域との空間的関係を調査し、進化段階の妥当性を検証することを目的とする。
• WISE全天調査が、大質量星に支配されない領域における低質量YSOをどれだけ効果的に回収できるかを評価することを目的とする。

提案手法

• 18.3 deg²（約950 pc²）のオリオンA領域をカバーする、Ks < 19 mag、解像度約0.7 arcsecのVISTAの深さのある近赤外線スキャンを実施した。
• VISTAデータと、アーカイブされたSpitzer/IRAC、WISE、Herschelデータを統合し、源の検出と分類を向上させた。
• 減退補正を施した中赤外スペクトル指数（α = d log(λFλ) / d logλ）を用いてYSOを分類した。原始星（α ≥ 0.5）、フラットスペクトル（−0.5 ≤ α < 0.5）、クラスII（α < −0.5）に分類した。
• WISEベースの選択法を用いて、特にL1641領域でこれまで分析されていなかった領域へのカバー範囲を拡大した。
• COUP調査のX線源とのクロスマッチを実施し、新規に同定されたIR YSOの75％がX線対応源を有することを確認することで、YSO候補の妥当性を検証した。
• Herschelデータ（AK > 0.8 mag）を用いてダスト密度をマッピングし、YSOクラスの空間的分布を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既存のYSOカタログにおけるオリオンAの誤検出の真のレベルは何か？多波長データを用いることで、どのように低減できるか？
• RQ2 WISE全天調査と深さのある近赤外線データを組み合わせることで、大質量星に支配されない領域における既知の低質量YSOをどれだけ効果的に回収できるか？
• RQ3 フラットスペクトルYSOの空間的分布は、高ダスト密度領域と顕著に相関しているか？これは、より若い進化段階を示唆するか？
• RQ4 フラットスペクトル源は、独立した進化段階を表しているのか、それとも特定の視線角で見られるクラスIIまたは原始星にすぎないのか？
• RQ5 原始星とフラットスペクトル源の分布は、密度の高いコア領域に対して、クラスII YSOと比べてどのように異なるか？

主な発見

• 新しいYSOカタログには合計2,980個の源が含まれる。これは、減退補正を施したスペクトル指数に基づく分類で、188個の原始星、185個のフラットスペクトル源、2,607個のディスクを有する準主系列星である。
• 誤検出の混入率は、原始星で約6.4％、クラスII YSOで約2.3％と推定され、主に背景銀河および星雲状天体によるものである。
• WISE/VISTA選択法により、低質量星形成領域L1641に既知のYSOの約59％が回収された。これは、全天調査と深さのある調査を組み合わせることの有効性を示している。
• フラットスペクトル源は、クラスII YSOよりも高ダスト密度領域（AK > 0.8 mag）と顕著に強い空間的相関を示しており、これは物理的に若い段階にあり、単なる視線方向効果や観測視角の影響ではないことを示している。
• 原始星は、最も高密度ダスト領域と強く関連しており、星形成の最も初期で埋蔵された段階に位置していることを確認した。
• COUP領域で新たに同定されたIR YSOの75％がX線対応源を有しており、YSO選択法の強力な独立的妥当性が裏付けられた。