[논문 리뷰] CCD uvby-beta photometry of young open clusters. I. The double cluster h and chi Persei

G. Capilla, J. Fabregat|ArXiv.org|2002. 06. 04.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 19인용 수 17

한 줄 요약

이 연구는 젊은 이중 클러스터 h 및 χ Persei에 대한 고정밀 CCD uvbyβ 광도 측정을 수행하여 V₀−c₀ 평면을 이용해 정확한 클러스터 파라미터를 도출한다. 이는 강하게 변하는 적색편이를 보정함으로써 이전의 모순을 해결하며, h Per에서 서쪽에서는 E(b−y) = 0.328 ± 0.022에서부터 남동쪽에서는 0.465 ± 0.024까지 변하는 적색편이를 보이며, χ Per에서는 일정한 적색편이 E(b−y) = 0.398 ± 0.025를 나타낸다. 이로 인해 거리 모듈러스는 11.7 ± 0.1 mag, 연령은 log t = 7.10 ± 0.05 년으로 공통적으로 도출된다.

ABSTRACT

We present CCD uvby-beta photometry for stars in the nuclei of the young double cluster h and chi Persei. We find that the reddening is highly variable through the h Persei nucleus, increasing from west to east, with values ranging from E(b-y)=0.328+-0.022 in the western part to E(b-y)=0.465+-0.025 in the south-east. Towards chi Persei the reddening is fairly constant, with E(b-y)=0.398+-0.025. Both clusters share a common distance modulus of 11.7+-0.1 mag., and an age of log t=7.10+-0.05 years.

연구 동기 및 목표

• 젊은 이중 클러스터 h 및 χ Persei의 거리 모듈러스와 연령에 대한 오랫동안 지속된 모순을 해결하기 위해.
• 젊은 산개성단에서의 차등적 적색편이 문제를 다루며, 이는 등온선 피팅을 왜곡하고 연령 추정을 불확실하게 만든다.
• uvby 광도계측 시스템의 V₀−c₀ 평면에서 등온선 피팅의 효과성을 시험하여 젊은 성단에서 정밀한 연령 결정에 기여하기 위해.
• h 및 χ Persei가 공통된 연령과 거리를 가지는지, 아니면 다수의 별 형성 시기로 이루어져 있는지 확인하기 위해.
• 이전 연구에서의 체계적 오차, 특히 적색편이 과도 보정과 초거대 항성의 클러스터 구성원으로의 오분류 문제를 보정하기 위해.

제안 방법

• 1998년 11월 3일 동안 칼라호 조망대의 1.52m 망원경을 사용하여 깊은 CCD uvbyβ 광도 측정을 수행하였다.
• 6.9′×6.9′ 시야를 가진 Tektronics TK 1024 AB CCD를 사용하였으며, 표준 Strömgren u, v, b, y 및 Hβ 좁은/넓은 필터를 통해 짧고 긴 노출 시간으로 관측하였다.
• 공기질량이 다양한 표준 항성(NGC 1039, NGC 6910, NGC 6913)을 이용하여 광도를 보정하여 대기 흡수 및 표준 uvby 체계로의 변환을 결정하였다.
• V₀−c₀ 평면을 사용하여 등온선 피팅을 수행하였으며, c₀ 지표가 B형 항성에서 온도에 매우 민감하고 적색편이 의존도가 감소함을 고려하였다.
• Kilkenny & Whittet(1985)의 관계식을 이용하여 청색 초거대 항성의 개별 적색편이 값을 계산하여 공간적으로 변하는 적색편이도 지도의 타당성을 검증하였다.
• 기울기 보정 및 IRAF/Starlink 도구를 사용하여 데이터 감소 및 분석을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 h 및 χ Persei 클러스터의 진정한 거리 모듈러스는 무엇이며, 두 클러스터 간 일관성이 있는가?
• RQ2 h 및 χ Persei의 진정한 연령는 무엇이며, 공통된 연령을 가지는가 아니면 별개의 형성 시기를 가진다?
• RQ3 공간적으로 변하는 적색편이는 젊은 산개성단의 연령 결정에 어떤 영향을 미치며, 이를 정확히 측정하고 보정할 수 있는가?
• RQ4 발광선을 가진 항성과 초거대 항성은 V₀−c₀ 평면에서의 등온선 피팅을 얼마나 심각하게 오도하는가?
• RQ5 이전 연구들이 모순된 연령 추정치를 보인 이유는 무엇이며, 향상된 광도 측정과 적색편이 보정이 이러한 모순을 해결할 수 있는가?

주요 결과

• h Persei 클러스터 핵심부의 적색편이는 매우 변동성이 크며, 서쪽에서는 E(b−y) = 0.328 ± 0.022에서 남동쪽에서는 0.465 ± 0.024로 증가한다.
• χ Persei의 적색편이는 클러스터 핵심부 전반에서 비교적 일정하게 유지되며, E(b−y) = 0.398 ± 0.025이다.
• 두 클러스터는 공통된 거리 모듈러스 11.7 ± 0.1 mag를 가지며, 이는 이전 문헌에서의 모순을 해결한다.
• 두 클러스터는 공통된 연령 log t = 7.10 ± 0.05 년을 가지며, 이는 단일 별 형성 시기의 증거이다.
• V₀−c₀ 평면에서의 등온선 피팅을 사용함으로써 연령 불확실성이 성공적으로 해결되었으며, 공간적으로 분리된 적색편이를 보정한 후 초거대 항성들이 log t = 7.10 등온선과 일치함을 확인하였다.
• 이전 연구들, 특히 MB01은 적색편이 과도 보정과 항성 오분류(특히 낮은 적색편이 지역에서 초거대 항성을 비구성원으로 오해함)로 인해 잘못된 연령 추정치를 도출하였다.