[논문 리뷰] CCD photometric search for peculiar stars in open clusters. VII. Berkeley 11, Berkeley 94, Haffner 15, Lynga 1, NGC 6031, NGC 6405, NGC 6834 and Ruprecht 130

E. Paunzen, M. Netopil외 4명|ArXiv.org|2006. 02. 26.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 21인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 8개의 산개성단을 대상으로 CCD $Δ a$ 광도측정을 통해 자기장이 있는 화학적으로 특이한 (CP2), Be/Ae, 그리고 금속 농도가 낮은 별을 탐지하며, 5200 Å에서의 복사원소 감소를 진단 도구로 활용한다. 이 방법을 통해 이소클론 피팅을 통해 정확한 연령, 거리, 적색보정을 추정할 수 있으며, 23개의 CP2 별, 8개의 Be/Ae 별, 8개의 금속 농도가 낮은 별을 확인했고, 문헌 값과 뛰어난 일치를 보였다.

ABSTRACT

The detection of magnetic chemically peculiar (CP2) stars in open clusters of the Milky Way can be used to study the influence of different galactic environments on the (non-)presence of peculiarities, which has to be taken into account in stellar evolution models. Furthermore it is still unknown if the CP2 phenomenon evolves, i.e. does the strength of the peculiarity feature at 5200A, increase or decrease with age. We have observed eight young to intermediate age open clusters in the Delta a photometric system. This intermediate band photometric system samples the depth of the 5200A, flux depression by comparing the flux at the center with the adjacent regions having bandwidths of 110A, to 230A. The Delta a photometric system is most suitable to detect CP2 stars with high efficiency, but is also capable of detecting a small percentage of non-magnetic CP objects. Also, the groups of (metal-weak) lambda Bootis, as well as classical Be/shell stars, can be successfully investigated. This photometric system allows one to determine the age, reddening and distance modulus by fitting isochrones. Among the presented sample of eight galactic clusters, we have detected twenty three CP2, eight Be/Ae and eight metal-weak stars. Another six objects show a peculiar behaviour which is most probably due to a non-membership,variability or duplicity. Fitting isochrones to Delta a photometry yields estimates of the age, reddening and distance that are in excellent agreement with published values.

연구 동기 및 목표

• 다양한 은하 환경에서 산개성단 내 자기장이 있는 화학적으로 특이한 (CP2) 별의 발생 빈도를 조사하기 위해.
• 10에서 160 Myr 사이의 연령을 가진 성단을 분석하여 CP2 현상이 연령에 따라 변화하는지 확인하기 위해.
• $Δ a$ 광도측정 체계가 CP2 별과 Be/Ae, $λ$ Bootis 별과 같은 관련 대상들을 탐지하는 데 신뢰할 수 있는 도구임을 검증하기 위해.
• 이소클론 피팅을 통해 $Δ a$ 광도측정에 기반하여 성단의 연령, 적색보정, 거리모듈러스를 정확히 유도하기 위해.
• 멤버십, 변동성, 이중성 지표를 통한 교차 확인을 통해 광도측정 탐지의 신뢰성을 평가하기 위해.

제안 방법

• CP2 별의 특징적인 5200 Å 복사원소 감소를 탐지하기 위해 중간 대역 필터를 사용한 $Δ a$ 광도측정 체계를 적용하였으며, 각각 5007 Å ($g_1$), 5199 Å ($g_2$), 5466 Å ($y$) 중심에 위치한 필터를 사용함.
• 0.9 m에서 3.6 m의 망원경을 갖춘 4개의 관측소(BNAO Rozhen, CTIO, ESO-La Silla, CASLEO)에서 CCD를 사용하여 관측하였으며, 픽셀 수와 시야가 서로 다른 장비를 활용함.
• IRAF V2.12.2를 사용하여 표준 CCD 처리 및 점원형함수 광도측정을 수행하였으며, $(g_1 - y)$ 및 $y$ magnitude의 교정을 위해 기존의 변환식을 적용함.
• $Δ a$ 값을 5200 Å의 곡절점에서의 복사원소와 인접한 연속 스펙트럼 사이의 차이로 계산하여, 음수인 $Δ a$ 값이 CP2 별임을 식별함.
• $V$ 대비 $(g_1 - y)$ 색-등급도도에 이론적 이소클론을 피팅하여 성단의 연령, 적색보정($E(B-V)$), 거리모듈러스($m_V - M_V$)를 유도함.
• 결과를 문헌 값과 교차 확인하였으며, 의심스러운 대상은 멤버십 상태, 변동성, 이중성 지표를 통해 평가함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 연령과 은핵거리를 가진 산개성단 내 자기장이 있는 화학적으로 특이한 (CP2) 별의 발생 빈도는 어떻게 되는가?
• RQ2 5200 Å 복사원소 감소의 강도(특이성의 지표)는 성단의 연령에 따라 체계적으로 변화하는가?
• RQ3 $Δ a$ 광도측정 체계는 산개성단 내 CP2 별과 관련 대상(예: Be/Ae, $λ$ Bootis)을 탐지하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ4 문헌 값과 비교했을 때 $Δ a$ 광도측정이 연령, 적색보정, 거리모듈러스와 같은 성단 파rameters를 신뢰성 있게 유도할 수 있는가?
• RQ5 6개의 대상에서 관측된 특이한 행동의 원인은 무엇이며, 멤버십, 변동성 또는 이중성은 어떻게 배제하거나 확인할 수 있는가?

주요 결과

• 8개의 산개성단 전반에서 23개의 CP2 별이 탐지되었으며, 특히 Lyngå 1에서 가장 높은 농도를 보였으며, 약 30%의 가능성이 있는 멤버들이 특이한 행동을 보임.
• 8개의 Be/Ae 별이 확인되었으며, 이 중 3개는 이전에 알려진 대상이었고, 추가 후보들은 H$α$ 복사원소가 있는 별 목록을 통해 확인됨.
• 8개의 금속 농도가 낮은 별이 탐지되었으며, 이는 $Δ a$ 체계가 음수 $Δ a$ 값으로 이러한 대상을 식별할 수 있음을 뒷받침함.
• 6개의 대상에서 특이한 행동이 관측되었으며, 이는 비멤버십, 변동성 또는 이중성 때문일 가능성이 높음. 특히 두 개의 대상(예: #129)은 90일 간 0.2–0.3 mag의 밝기 변화를 보임.
• 이소클론 피팅을 통해 $Δ a$ 광도측정에 기반한 성단 파rameters(연령, $E(B-V)$, $m_V - M_V$)가 문헌 값과 뛰어난 일치를 보였으며, Ruprecht 130의 경우 log $t$ = 7.9, $E(B-V)$ = 1.20, $m_V - M_V$ = 15.0으로 유도됨.
• $Δ a$ 광도측정 체계는 매우 효과적이었으며, 자기장이 있는 CP 별에 대해 최대 95%의 탐지 효율을 보였고, 다양한 은하 환경에서 신뢰할 수 있는 파rameters 추정이 가능함.