[논문 리뷰] Bispectrum speckle interferometry of the Orion Trapezium stars: detection of a close (33 mas) companion of Theta1 Ori C

G. Weigelt, Yuri Balega외 4명|arXiv (Cornell University)|1999. 06. 14.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 4

한 줄 요약

6 m SAO 천체망원경에서 이분광 스펙클 간섭측정을 이용하여 저자들은 57 mas(H-대역), 76 mas(K-대역)의 회절한계 해상도를 확보하였으며, θ1 Ori C에 대해 33 mas 떨어진 밀집 이중성 연성성을 검출하였다. 이는 이 밀집 이중성계를 직접 영상으로 촬영한 최초의 사례이다. 본 연구는 오리온 트라페지움 내 다수의 연성성을 확인하였으며, 저질량 별 집단보다 높은 다중성 비율(1개의 주성별당 1.75개의 연성성)을 보이며, 밀도가 높은 은하단 내 고질량 다중성계의 형성 메커니즘이 다를 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We present bispectrum speckle interferometry observations with the SAO 6 m telescope of the four brightest stars in the Orion Trapezium. Diffraction-limited images with an unprecedented resolution lambda/D of 57 mas and 76 mas were obtained in the H- and K-band, respectively. The The H and K images of Theta1 Ori C (the star responsible for the proplyds) show for the first time that Theta1 Ori C is a close binary with a separation of only 33 mas (H-band observation). The sub-arcsecond companions of Theta1 Ori A and Theta1 Ori B reported by Petr et al. (1998) are confirmed. We use the magnitudes and colors of the companions to derive information about their stellar properties from the HR-diagram. In addition we briefly discuss the multiplicity of the Trapezium stars. Considering both, the visual and the spectroscopic companions of the 4 Trapezium stars, there are at least 7 companions, i.e. at least 1.75 companions per primary on average. This number is clearly higher than that found for the low-mass stars in the Orion Nebula cluster as well as in the field population. This suggests that a different mechanism is at work in the formation of high-mass multiple systems in the dense Trapezium cluster than for low-mass stars.

연구 동기 및 목표

• 고각해상도 영상 기법을 이용하여 θ1 Ori C의 밀집 이중성 성격을 해소하기 위해.
• 오리온 트라페지움 별성단의 네 개의 가장 밝은 별들에 대한 다중성의 확인 및 특성화를 위해.
• H-대역 및 K-대역에서의 등급과 색을 이용하여 연성성의 항성 특성을 추론하기 위해.
• 오리온 안개성단 및 영역 내 저질량 별 집단과 비교하여 트라페지움 별들의 다중성 빈도를 조사하기 위해.
• 밀도가 높은 항성 환경 내 고질량 다중성계의 형성 메커니즘이 다른지 탐구하기 위해.

제안 방법

• 대기 난류 영향을 줄이고 해상도를 향상시키기 위해 6 m SAO 천체망원경에서 확보한 데이터에 이분광 스펙클 간섭측정 기법을 적용하였다.
• 이 기법을 통해 H-대역에서 57 mas, K-대역에서 76 mas의 회절한계 영상 해상도를 확보하였으며, 오리온 트라페지움에 대해 이전에 없던 높은 해상도를 달성하였다.
• 이분광 분석을 통해 짧은 노출 프레임에서 고해상도의 정밀한 영상을 복원하였으며, 신호 대 잡음비를 향상시키고 밀접한 연성성을 해소하였다.
• 검출된 연성성의 광도 및 색 측정치를 이용하여 허츠프룽-루스터(Hertzsprung-Russell) 다이어그램을 통해 항성 파arameters를 추론하였다.
• 시각적 검출과 네 개의 주성별에 대해 알려진 스펙트로스코픽 연성성의 정보를 통합하여 다중성 빈도를 계산하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고각해상도 스펙클 간섭측정을 통해 θ1 Ori C가 밀집 이중성계로 해상될 수 있는가?
• RQ2 θ1 Ori C의 연성성과의 각도 간격 및 광학적 성질은 무엇인가?
• RQ3 오리온 안개성단 및 영역 내 저질량 별 집단과 비교할 때 트라페지움 별들의 다중성 빈도는 어떻게 다른가?
• RQ4 관측된 연성성의 항성 성질이 HR 다이어그램의 진화 모델과 일치하는가?
• RQ5 다중성 통계는 고밀도 은하단 내 고질량 다중성계의 형성 메커니즘에 대해 무엇을 시사하는가?

주요 결과

• θ1 Ori C는 H-대역에서 33 mas의 투영 거리로 밀집 이중성계로 확인되었으며, 이는 이 이중성계를 직접 영상으로 촬영한 최초의 사례이다.
• H-대역 및 K-대역 영상에서 각각 57 mas, 76 mas의 회절한계 해상도를 확보하여 트라페지움 별들의 아크초 이하의 해상도를 달성하였다.
• Petr 등(1998)이 이전에 보고한 θ1 Ori A 및 θ1 Ori B의 연성성은 새로운 고해상도 데이터를 통해 재확인되었다.
• 등급과 색을 기반으로 유도된 항성 파arameters는 HR 다이어그램에서 주계열 또는 주계열 이전 별들과 일치함을 시사한다.
• 트라페지움 별들은 네 개의 주성별에 대해 최소 7개의 연성성을 보이며, 평균적으로 1개의 주성별당 1.75개의 연성성을 갖는다. 이는 오리온 안개성단 또는 영역 내 저질량 별 집단보다 뚜렷하게 높은 비율이다.
• 높은 다중성 비율은 고밀도 환경 내 고질량 다중성계의 형성 메커니즘이 저질량 별과 다를 수 있음을 암시한다.