[논문 리뷰] An infrared study of galactic OH/IR stars. II. The `GLMP sample' of red oxygen-rich AGB stars

F. Jiménez-Esteban, P. García-Lario외 2명|CERN Bulletin|2005. 08. 03.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 20인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 GLMP 목록에서 선별된 극도로 빨간색인 IRAS 색을 띠는 고도로 변동성이 큰 산소 풍부 AGB 항성 94개에 대한 적외선 조사 결과를 보고한다. DSS 및 2MASS 영상 데이터를 활용해 가시광선 및 근적외선 대응체를 식별하였다. 그 결과, 37%가 2MASS 대응체를 가지지 않아, 항성 주위에 매우 두꺼운 대기권 환경이 있음을 시사하며, 아레시보 샘플에서 관측된 AGB 시퀀스의 더 빨간색 연장선임을 확인하였다. 핵심적으로는 K−[12] = 3.44e^{0.86([12]−[25])} − 1.74 형태의 지수적 색깔 관계를 확인하였다.

ABSTRACT

We present optical and near-infrared finding charts taken from the DSS and 2MASS surveys of 94 IRAS sources selected from the GLMP catalogue (Garc\'ıa-Lario 1992), and accurate astrometry (~0.2") for most of them. Selection criteria were very red IRAS colours representative for OH/IR stars with optically thick circumstellar shells and the presence of variability according to the IRAS variability index (VAR>50). The main photometric properties of the stars in this `GLMP sample' are presented, discussed and compared with the correspondent properties of the `Arecibo sample' of OH/IR stars studied in Jiménez-Esteban et al. (2005a). We find that 37% of the sample (N=34) have no counterpart in the 2MASS, implying extremely high optical depths of their shells. Most of the sources identified in the 2MASS are faint (K>~8) and of very red colour in the near-infrared, as expected. The brightest 2MASS counterpart (K=5.3mag) was found for IRAS 18299--1705. Its blue colour H--K=1.3 suggests that IRAS 8299--1705 is a post-AGB star. A couple of GLMP sources have faint but relatively blue counterparts. They might be misidentifed field stars or stars hich experienced recently a drop of their mass loss rates. The `GLMP sample' in general is made of oxygen-rich AGB stars, which are highly obscured by their circumstellar shells. They belong to the same population as the reddest OH/IR stars in the `Arecibo sample'.

연구 동기 및 목표

• 극도로 음영화되어 있고 매우 높은 질량 손실율을 보이는, 빨간 산소 풍부 AGB 항성의 샘플을 식별하고 특성화하는 것.
• 극도로 빨간색인 IRAS 색을 기반으로 선별된 천체를 통해 AGB 색깔 시퀀스를 더 빨간색의 적외선 색깔 영역으로 연장하는 것.
• 기존에 연구된 아레시보 샘플과 GLMP 샘플을 비교하여 AGB 항성과 행 星망성 간의 진화적 연관성을 이해하는 것.
• 근적외선 대응체의 신뢰성 평가 및 변동성과 음영화가 광도 측정 식별에 미치는 영향을 분석하는 것.

제안 방법

• 고질량 손실과 산소 풍부 AGB 항성의 징후로 간주되는 매우 빨간색 [12]–[25] 및 [25]–[60] 색을 기반으로 GLMP 목록에서 94개의 IRAS 천체를 선별하였다.
• DSS 및 2MASS 영상 데이터를 활용해 찾기 차트를 제작하고, 약 0.2″의 해상도로 가시광선/근적외선 대응체를 식별하였다.
• 2MASS 교차 식별 이전에 소스의 정확한 위치를 향상시키기 위해 MSX6C 데이터(1.8″ 정확도)를 중간 단계로 활용하였다.
• 근적외선 및 원거리 적외선 색을 분석하여 소스의 분류를 확인하고, 청색 대응체와 같은 이질성을 탐지하였다.
• K−[12] 대비 [12]−[25] 색깔-색깔도를 기반으로 산소 풍부 AGB 시퀀스를 모델링하기 위해 지수 함수를 피팅하였다.
• 색깔과 광도적 행동을 바탕으로 진정한 대응체, 필드 항성 오식별, 최근 질량 손실율 감소를 겪은 천체를 구분하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 IRAS 색을 기반으로 선별된 극도로 빨간색이면서 고질량 손실율을 보이는 산소 풍부 AGB 항성에 대해, 근적외선 대응체 식별 비율은 어떻게 되는가?
• RQ2 GLMP 샘플의 근적외선 및 원거리 적외선 색은 OH/IR 항성으로 구성된 아레시보 샘플과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 관측된 K−[12] 색의 산란은 내재된 변동성만으로 충분히 설명될 수 있는가, 아니면 항성 주위의 먼지 화살표의 물리적 특성 차이를 반영하는가?
• RQ4 GLMP 샘플 중에서 검출 가능한 근적외선 대응체가 없는 비율은 얼마이며, 이는 그들의 항성 주위 먼지 화살표의 투과도에 대해 어떤 의미를 갖는가?
• RQ5 단일의 경험적 관계식이, 중간 두께에서 극도로 두꺼운 화살표에 이르기까지 모든 음영화 정도를 포함하는 산소 풍부 AGB 항성의 색 변화를 설명할 수 있는가?

주요 결과

• GLMP 샘플의 37% (34개 천체)가 검출 가능한 2MASS 대응체를 가지지 않아, 항성 주위의 대기권 환경이 매우 두꺼운 것으로 나타났다.
• 2MASS에서 가장 밝은 대응체(K = 5.3 등)는 IRAS 18299–1705에 관측되었으며, 이는 청색 H–K 색(1.3 등)을 보여, 이 천체는 AGB 이후 단계에 있는 별일 가능성이 있다.
• 대부분의 확인된 2MASS 대응체는 희미하며(K ≥ 8 등) 근적외선에서 매우 빨간색이었으며, 이는 높은 음영화 정도를 반영한다.
• 몇몇 천체는 놀라울 정도로 청색 근적외선 색을 보였는데, 이는 필드 항성 오식별 또는 최근 질량 손실율 감소의 결과일 가능성이 있다.
• GLMP 샘플은 산소 풍부 AGB 시퀀스를 더 빨간색 색깔 영역으로 연장하며, 최적의 피팅 지수 관계식은 K−[12] = 3.44e^{0.86([12]−[25])} − 1.74로 도출되었다.
• K−[12] 색의 산란은 변동성만으로 기대되는 것보다 크며, 항성 주위 먼지 화살표의 물리적 다양성이 뚜렷하게 반영된다는 것을 시사한다.