[논문 리뷰] Meeting the Cool Neighbors X: Ultracool dwarfs from the 2MASS All-Sky Data Release

I. Neill Reid, Kelle L. Cruz외 6명|2008. 06. 20.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 1인용 수 36

한 줄 요약

이 논문은 2MASS 전체천구 데이터 릴리스를 사용하여 태양으로부터 20 파섹 이내의 초냉각 백색왜성(모형 M7–L8)에 대한 부피 제한된 인벤토리(총 94개의 L형 왜성계)를 제시한다. 광학 스펙트로스코피를 통해 44개의 새로운 초냉각 백색왜성을 식별하였으며, 태양계 근처의 저질량 항성 및 백색왜성의 등급함수, 질량함수, Hα 활성 분포를 분석하기 위한 종합적이고 편향이 없는 샘플을 제공한다.

ABSTRACT

Using data from the 2MASS All-Sky Point Source Catalogue, we have extended our census of nearby ultracool dwarfs to cover the full celestial sphere above Galactic latitute 15 degrees. Starting with an initial catalogue of 2,139,484 sources, we have winnowed the sample to 467 candidate late-type M or L dwarfs within 20 parsecs of the Sun. Fifty-four of those sources already have spectroscopic observations confirming them as late-type dwarfs. We present optical spectroscopy of 376 of the remaining 413 sources, and identify 44 as ultracool dwarfs with spectroscopic distances less than 20 parsecs. Twenty-five of the 37 sources that lack optical data have near-infrared spectroscopy. Combining the present sample with our previous results and data from the literature, we catalogue 94 L dwarf systems within 20 parsecs. We discuss the distribution of activity, as measured by H-alpha emission, in this volume-limited sample. We have coupled the present ultracool catalogue with data for stars in the northern 8-parsec sample and recent (incomplete) statistics for T dwarfs to provide a snapshot of the current 20-parsec census as a function of spectral type.

연구 동기 및 목표

• 2MASS 전체천구 데이터를 활용하여 천구 전체에서 은하위도 15° 이상 영역에 걸쳐 근처 초냉각 백색왜성의 인벤토리 확장을 목적으로 한다.
• 20 파섹 이내의 태양으로부터의 새로운 초냉각 백색왜성 후보를 식별하고 광학 스펙트로스코피로 확인한다.
• 등급함수 및 질량함수 통계 분석을 위한 부피 제한적이고 편향이 없는 L형 왜성 샘플을 편성한다.
• 초냉각 백색왜성 집단에서 크로모스피어 활성도의 분포를 Hα 방출을 통해 조사한다.
• 새로운 샘플을 이전 데이터와 통합하여 스펙트럼 유형별로 현재 20 파섹 인벤토리로 제공한다.

제안 방법

• 은하위도 15° 이상의 2,139,484개의 천체를 2MASS 전체천구 점원자료에서 검색하였다.
• 2MASS 광도 측정치를 기반으로 한 광학-적외선 색채 기준을 통해 467개의 늦은 유형의 M 또는 L형 왜성 후보를 선별하였다.
• 확인되지 않은 413개 후보 중 376개에 대해 광학 스펙트로스코피를 확보하여, 스펙트로스코픽 거리가 20 파섹 미만인 44개의 새로운 초냉각 백색왜성을 식별하였다.
• 광학 데이터가 없는 25개 추가 천체에 대해 근적외선 스펙트로스코피를 사용하여 그 스펙트럼 유형을 확인하였다.
• 결과를 이전의 조사 및 문헌 데이터와 통합하여 20 파섹 인벤토리의 완전한 L형 왜성 목록을 편성하였다.
• 부피 제한 샘플에서 크로모스피어 활성도의 지표로 Hα 방출을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 20 파섹 이내의 태양으로부터의 초냉각 백색왜성(M7–L8)은 은하위도 15° 이상의 천구 전체에서 어떻게 분포되어 있는가?
• RQ2 2MASS 데이터에서 부피 제한 샘플을 통해 광학 스펙트로스코피로 확인할 수 있는 새로운 초냉각 백색왜성은 몇 개인가?
• RQ3 이 근처 L형 왜성 샘플에서 Hα 방출을 통해 추적된 크로모스피어 활성도는 어느 정도인가?
• RQ4 현재 20 파섹 부피 내 L형 왜성의 인벤토리와 이전 추정치 및 문헌 데이터는 어떻게 비교되는가?
• RQ5 근처 초냉각 백색왜성을 식별하기 위해 2MASS 기반 선별 방법의 완전성과 신뢰도는 어떠한가?

주요 결과

• 스펙트로스코픽 거리가 20 파섹 미만인 44개의 새로운 초냉각 백색왜성이 식별되어, 20 파섹 이내 확정된 L형 왜성 총 수는 94개로 증가하였다.
• 467개의 후보 초냉각 백색왜성 중 54개는 이미 스펙트로스코픽으로 확인되었으며, 나머지 413개 중 376개가 관측되어 44개의 새로운 확인이 이루어졌다.
• 17개의 천체에서 Hα 방출을 감지하였으며, 등가폭은 1.5 Å에서 150 Å 사이로 변동하여 크로모스피어 활성도의 다양성을 나타냈다.
• 25개의 천체는 근적외선 스펙트로스코피를 통해 광학 데이터가 없을 경우의 스펙트럼 유형을 확인하였다.
• 20 파섹 인벤토리에는 총 94개의 L형 왜성계가 포함되어 있으며, 389개의 확정된 M7–L6 왜성 중 277개가 새로운 식별 결과로 포함되었다.
• 이 연구는 저질량 항성 및 백색왜성의 정확한 등급함수 및 질량함수 유도에 필수적인 종합적이고 부피 제한적이며 스펙트로스코픽으로 확인된 샘플을 제공한다.