[논문 리뷰] 207 New Open Star Clusters within 1 kpc from Gaia Data Release 2

Gyuheon Sim, Sang Hyun Lee외 2명|arXiv (Cornell University)|2019. 07. 16.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 16인용 수 58

한 줄 요약

연구는 Gaia DR2 데이터를 시각적으로 검색하여 1 kpc 이내의 655개 군집 후보를 식별하고, 이성계로 검증하며, 기존 카탈로그와의 교차 매칭 후 207개의 새로 발견된 열린 군집을 제시한다.

ABSTRACT

We conducted a survey of open clusters within 1 kpc from the Sun using the astrometric and photometric data of the Gaia Data Release 2. We found 655 cluster candidates by visual inspection of the stellar distributions in proper motion space and spatial distributions in l-b space. All of the 655 cluster candidates have a well defined main-sequence except for two candidates if we consider that the main sequence of very young clusters is somewhat broad due to differential extinction. Cross-matching of our 653 open clusters with known open clusters in various catalogs resulted in 207 new open clusters. We present the physical properties of the newly discovered open clusters. The majority of the newly discovered open clusters are of young to intermediate age and have less than ~50 member stars.

연구 동기 및 목표

• 1) Gaia DR2 데이터를 사용하여 1 kpc 이내의 이전에 알려지지 않은 열린 군집을 식별한다.
• 2) 시각적 검사와 다차원 Gaia 데이터를 결합하여 필드 별 contamination을 최소화하는 2단계 접근법을 개발한다.
• 3) 군집 중심, 반경, 거리, 나이, 형태 등의 군집 매개변수를 도출하고 CMD를 통해 물리적 실재 여부를 평가한다.
• 4) 기본 천문측 위치 및 구조적 특성을 가진 새로 발견된 군집 카탈로그를 제공한다.

제안 방법

• 하늘을 3628 영역으로 분할하고, 운동, 기하수차(parallax), 공간 분포에서 시각적 검색을 수행하여 군집 후보를 식별한다.
• proper motion 공간에서 군집 중심을 위한 mean-shift를 적용하고 공간 분포를 정의하기 위해 Gaussian mixture modeling을 사용한다.
• 기하수차 분포의 모드를 이용해 군집 거리를 추정하고, Z=0.02 PARSEC 이성계를 이용한 CMD 피팅으로 연령을 도출한다.
• 여섯 매개변수의 수렴까지 proper motion 및 l-b 공간에서 중심, 반경, 형태를 반복적으로 정제한다.
• DALM, MWSC, COCD 카탈로그와 후보를 대조 매칭하여 새로운 군집을 식별하고 합의 기준에 따라 코드를 부여한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Gaia DR2 데이터가 이전 카탈로그에서 확인되지 않은 1 kpc 이내의 새로운 열린 군집을 밝힐 수 있는가?
• RQ2 시각적 검사와 다차원 Gaia 데이터를 결합하여 군집 구성원을 필드 별과 얼마나 신뢰성 있게 구분할 수 있는가?
• RQ3 새로 발견된 군집의 구조적 및 천문측 특성(중심, 반경, 거리, 나이)은 무엇인가?
• RQ4 CMD 검증 후 시각적으로 선택된 후보 중 물리적으로 실재하는 군집의 비율은 어느 정도인가?
• RQ5 새로운 군집은 알려진 군집 및 MW 구조와 공간적·운동적으로 어떤 관계를 가지는가?

주요 결과

• 655개의 시각적으로 선택된 군집 후보가 분석되었다.
• CMD 검증 후 653개(= 655 후보 중 99.7%)가 물리적 열린 군집으로 확인되었다.
• DALM, MWSC, COCD와의 교차 매칭 및 세 가지 조건 합의 테스트를 적용한 후 207개의 새로운 열린 군집이 식별되었다.
• 거리, proper motion, 공간적 확장을 GMM 및 mean-shift 분석을 사용해 도출했고, CMD는 PARSEC Z=0.02 이성계로 피팅하여 연령을 결정했다.
• 카탈로그는 새로운 군집에 대한 은하 좌표, proper motions, 연주시차, GMM 반경, 기본 반경, 구성원 수, 연령을 제공한다.