[논문 리뷰] On the Nearby Binary Brown Dwarf WISE J104915.57-531906.1 (Luhman 16)

Eric E. Mamajek|arXiv (Cornell University)|2013. 03. 21.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 가장 가까운 알려진 병행 저질량 항성계인 WISE J104915.57-531906.1의 이름으로 'Luhman 16'을 제안하며, 이 시스템의 중요성으로 인해 지저분한 WISE 표기법보다 더 기억하기 쉬운 이름을 사용할 것을 주장한다. 천체역학적 및 광도적 식별을 통해 IRAS, AKARI, GSC와의 일치를 확인하고, 운동학적 모델링을 통해 이 시스템이 얇은 디스크 천체일 가능성(약 96%)을 확인하여, 젊은 항성군에 속하지 않음을 규명한다.

ABSTRACT

I report some observations and calculations related to the new nearby brown dwarf at d = 2 pc discovered by Luhman (2013, ApJ Letters, in press; arXiv:1303.2401). I report archival astrometry and photometry of the new object from IRAS (epoch 1983.5; IRAS Z10473-5303), AKARI (epoch 2007.0; AKARI J1049166-531907), and the Guide Star Catalog (epoch 1995.304; GSC2.2 S11132026703, GSC2.3 S4BM006703). A SuperCOSMOS scan of a plate taken with the ESO Schmidt Telescope (epoch 1984.169) shows the source as elongated (PA = 138 deg). Membership of the binary to any of the known nearby young groups within 100 pc appears unlikely based on the available astrometry and photometry. Based on the proper motion and parallax, a Monte Carlo simulation of thin disk/thick disk/halo stars is suggestive that the binary is, unsurprisingly, most likely a thin disk star (~96%), with a ~4% chance that it is a thick disk (and negligible chance that it is a halo star). I suggest that this important new nearby binary be called by either its provisional Washington Double Star catalog identifier ("Luhman 16"), or perhaps "Luhman-WISE 1", either of which is easier to remember than the WISE identifier.

연구 동기 및 목표

• 이 시스템이 알려진 가장 가까운 병행 저질량 항성계로서 중요한 만큼, WISE J104915.57-531906.1에 대해 더 기억하기 쉽고 실용적인 이름을 제안하기 위해.
• 기록된 설문조사(예: IRAS, AKARI, GSC, SuperCOSMOS)에서 이 시스템의 천체역학적 및 광도적 대응체를 여러 시점에 걸쳐 확인하기 위해.
• 수렴점 분석과 운동량 데이터를 사용하여 이 시스템이 근처의 젊은 항성군에 속해 있는지 여부를 평가하기 위해.
• 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 이 시스템이 얇은 디스크, 두꺼운 디스크, 또는 할로우 집단에 속할 가능성의 정도를 평가하기 위해.
• 미리 발견된 천체역학적 탐색을 돕기 위해 다양한 시점에서 이 이중 천체의 정확한 위치를 예측하기 위해.

제안 방법

• Luhman(2013)의 운동량과 편위를 기반으로 한 예측 ICRS 위치를 사용하여, 다양한 시점에서 WISE J104915.57-531906.1을 기록된 자료와 식별하기 위해.
• 1983.5년에서 2014년 사이의 예측 위치를 천체역학 목록(IRAS, AKARI, GSC, ESO Schmidt)과 비교하여 식별의 정확성을 검증하기 위해.
• AKARI 9 μm 플럭스와 WISE [W3] magnitude를 사용하여 일관된 광도 측정을 통해 식별의 정확성을 확인하기 위해.
• 운동량과 적색 이동 속도 추정치를 사용하여 수렴점 계산을 수행함으로써, 젊은 이동군에 속해 있는지 테스트하기 위해.
• 이 시스템의 운동량과 편위를 사용하여 얇은 디스크, 두꺼운 디스크, 할로우 집단의 항성 집단을 몽테카를로 시뮬레이션하여 소속 확률을 추정하기 위해.
• WISE, AKARI, IRAS, GSC 자료 간의 위치 및 광도 일치성을 평가하여, 이 이중 천체가 여러 시점에 걸쳐 동일한 천체임을 확인하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 WISE J104915.57-531906.1은 IRAS, AKARI, 가이드 스타 목록과 같은 기록된 천체역학적 및 광도적 자료와 신뢰성 있게 식별될 수 있는가?
• RQ2 운동학적 분석을 통해 이 이중 저질량 항성은 β Pic, AB Dor, Tuc-Ha 등 알려진 근처의 젊은 항성군에 속해 있는가?
• RQ3 운동학적 특성에 기반하여 이 시스템이 얇은 디스크, 두꺼운 디스크, 또는 할로우 집단에 속할 가능성은 얼마인가?
• RQ4 과거 및 미래의 시점에서 이 시스템의 위치를 정확하게 예측할 수 있는가? 이를 통해 사전 발견 천체역학적 탐색이 가능할 수 있는가?
• RQ5 이 중요한 근접 병행 저질량 항성계에 대해 더 짧고 기억하기 쉬운 이름이 적절한가?

주요 결과

• 이 이중 저질량 항성 WISE J104915.57-531906.1은 2007.0년 시점에서 AKARI/IRC 소스 J1049166-531907과 식별되었으며, 위치 오차가 단지 1”이므로 일치가 확인되었다.
• 이 시스템은 1983.5년 시점에서 IRAS Faint Source Catalog 소스 IRAS Z10473-5303과도 일치하며, 7.4”의 분리 거리와 12 μm에서 유사한 플럭스 수준을 보였다.
• 가이드 스타 목록(1995.304년 시점)에는 타당한 광학적 대응체가 존재하며, 예측된 위치는 시스템의 운동과 정확히 일치하였다.
• 수렴점 방법을 사용한 운동학적 분석 결과, 어떤 알려진 젊은 이동군에도 유의미하게 속하지 않으며, 예측된 특이 속도는 -12.8에서 14.0 km s⁻¹ 사이였다.
• 몽테카를로 시뮬레이션 결과, 이 시스템이 얇은 디스크 별일 가능성은 96%로 확인되었으며, 두꺼운 디스크 별일 가능성은 4%에 불과했고, 할로우 집단 소속 가능성은 극히 낮았다.
• 이 논문은 지저분한 WISE 표기법보다 더 기억하기 쉽고 실용적인 이름으로 'Luhman 16'(또는 'Luhman-WISE 1')을 제안하며, WDS는 'LUH 16'을 자신의 목록에 포함시키는 것을 확인했다.