[논문 리뷰] Early phases in the stellar and substellar formation and evolution: Infrared and submillimeter data in the Barnard 30 dark cloud

D. Barrado, I. de Gregorio‐Monsalvo외 11명|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|2017. 12. 18.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 81인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 베른하르드 30 어둠운 구름에서 저질량 및 준별성 천체의 초기 형성과 진화를 깊이 있는 밀리미터파(870 µm) 및 다중 파장 적외선 데이터를 사용하여 조사한다. APEX/LABOCA 밀리미터파 관측과 스피티저, 아카리, 지상 기반 옵티컬 데이터를 결합함으로써 저자들은 34개의 밀리미터파 소스를 식별하고 스펙트럼 에너지 분포를 통해 분류하며, 백색왜성 형성의 경우 별 형성의 축소된 형태로 진행됨을 강력한 증거로 제시한다. 이는 초기 백색왜성 후보자와 준별성 핵을 포함한다.

ABSTRACT

The early evolutionary stage of brown dwarfs are not very well characterized, specially during the embedded phase. To gain insight into the dominant formation mechanism of very low-mass objects and brown dwarfs, we conducted deep observations at 870$μ$m with the LABOCA bolometer at the APEX telescope. Our goal was to identify young sub-mm sources in the Barnard 30 dark cloud. We complemented these data with multi-wavelength observations from the optical to the far-IR and. As a result, we have identified 34 submm sources and a substantial number of possible and probable Barnard 30 members within each individual APEX/LABOCA beam. They can be classified in three distinct groups. First, 15 out of these 34 have a clear optical or IR counterpart to the submm peak and nine of them are potential proto-BDs candidates. Moreover, a substantial number of them could be multiple systems. A second group of 13 sources comprises candidate members with significant infrared excesses located away from the central submm emission. All of them include brown dwarf candidates, some displaying IR excess, but their association with submm emission is unclear. In addition, we have found six starless cores and, based on the total dust mass estimate, three might be pre-substellar (or pre-BDs) cores. Finally, the complete characterization of our APEX/LABOCA sources, focusing on those detected at 24 and/or 70 $μ$m, indicates that in our sample of 34 submm sources there are, at least: two WTTs, four CTTs, five young stellar objects (YSOs), eight proto-BD candidates (with another three dubious cases), and one Very Low Luminosity object (VeLLO).

연구 동기 및 목표

• 베른하르드 30 어둠운 구름 내 저질량 및 준별성 천체의 초기 진화 단계를 규명한다.
• 임베디드 단계의 특성 분석을 통해 백색왜성의 주요 형성 메커니즘을 규명한다.
• 다중 파장 광도 측정 및 스펙트럼 에너지 분포(SEDs)를 사용하여 젊은 별 및 준별성 천체를 식별하고 분류한다.
• 라마다 오리온이스 연합에의 소속을 평가하고, 원시별, 주진행선 위성, 백색왜성 간을 구분한다.
• -dust 질량과 밀리미터파 방출 형태를 기반으로 한 준별성 핵(또는 준백색왜성 핵)의 존재 여부를 탐색한다.

제안 방법

• APEX 천체망원경의 LABOCA 볼로메터를 사용해 베른하르드 30에서 870 µm 관측을 깊이 있게 수행하여 밀리미터파 소스를 탐지한다.
• 스피티저, 아카리, 지상 기반 천체망원경의 다중 파장 데이터(옵티컬에서 적외선까지)를 보완하여 완전한 스펙트럼 에너지 분포(SED)를 구성한다.
• SED 피팅과 색-색도표를 사용하여 빛의 강도, 온도, 적외선 과잉 정도에 따라 소스를 원시별, 주진행선 위성, 또는 백색왜성으로 분류한다.
• 밀리미터파 플럭스에서 먼지 질량을 추정하고, 근적외선 또는 중간적외선 탐지가 없는 소스를 기반으로 별이 없는 핵을 식별한다.
• 여러 파장(24, 70, 160, 250, 350, 500 µm)에서 소스 추출 및 광도 측정을 수행하여 완전성과 탐지 한계를 평가한다.
• SED 형태와 밀리미터파 피크와의 공간적 연관성에 따라 소스를 그룹화한다: A1(24/70 µm에서 탐지됨), A2(70 µm에서만 탐지됨), B1/B2(24/70 µm에서 탐지되지 않음), C1/C2(MIPS 시야 외부)

실험 결과

연구 질문

• RQ1 베른하르드 30에서 식별된 34개의 밀리미터파 소스의 성격과 진화 단계는 무엇인가?
• RQ2 SED 및 광도 특성에 기반해 이들 소스 중 몇 개가 초기 백색왜성 또는 백색왜성 후보자인가?
• RQ3 베른하르드 30에 준별성 핵이 존재하는가? 그들의 추정 먼지 질량은 얼마이며, 백색왜성 형성 잠재력은 어떠한가?
• RQ4 밀리미터파 소스 중 적어도 몇 퍼센트가 적외선 과잉을 보이며, 이는 그들의 진화 단계와 어떻게 관련되는가?
• RQ5 관측된 인구가 별과 비교해 별 형성의 축소된 형태로 백색왜성 형성이 이루어지는지를 지지하는가?

주요 결과

• 연구는 베른하르드 30에서 34개의 밀리미터파 소스를 식별하였으며, 이 중 15개는 밀리미터파 피크와 명확한 옵티컬 또는 적외선 대응체를 가짐을 확인하였다.
• 대응체를 가진 15개 소스 중 9개는 낮은 빛의 강도, 낮은 볼로메트릭 온도, 강한 적외선 과잉 부재 등의 특성으로 인해 잠재적 초기 백색왜성(Proto-BD) 후보자로 분류되었다.
• 식별된 6개의 별이 없는 핵 중 3개는 추정 먼지 질량(0.058–0.210 M☉)이 준별성 또는 준백색왜성 핵과 일치함을 확인하였다.
• 34개의 밀리미터파 소스 중 최소 2개는 약한 라인 T 타우리 별(WTTs), 4개는 고전적 T 타우리 별(CTTs), 5개는 젊은 별체 물체(YSOs), 8개는 초기 백색왜성 후보자로 분류되었다.
• 한 소스, B30-LB24는 매우 낮은 볼로메트릭 빛의 강도를 보이며 매우 낮은 물질 공급 단계임을 시사하는 매우 낮은 빛의 강도 물체(VeLLO)로 식별되었다.
• B30-LB06, B30-LB16, B30-LB26 등의 여러 소스는 근적외선 또는 중간적외선 대응체가 없고, 확장된 밀리미터파 방출을 보이며, 별이 없는 핵 또는 초기 백색왜성 핵으로의 분류를 뒷받침한다.