[논문 리뷰] Orion revisited. II. The foreground population to Orion A

H. Bouy, J. Alves외 3명|arXiv (Cornell University)|2014. 02. 05.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 36인용 수 36

한 줄 요약

이 연구는 DECam 광역 카메라를 이용한 깊고 다중 파장 영상 분석을 통해 오리온 A 분자운 앞에 위치한 이전에 확인되지 않은 광범위한 주계열 전 전진성 별 집단을 확인한다. 이 집단은 약 10 deg²의 영역을 차지하며 약 2,600명의 구성원을 포함하고 있으며, 거리 약 380 pc, 연령은 5–10 Myr로 추정되며, 오리온 지역의 별 형성 역사를 재고하게 되고, 이는 이후의 별 형성 이벤트를 유도했을 수 있는 상당한 과거의 초신성 활동을 암시한다.

ABSTRACT

Following the recent discovery of a large population of young stars in front of the Orion Nebula, we carried out an observational campaign with the DECam wide-field camera covering ~10~deg^2 centered on NGC 1980 to confirm, probe the extent of, and characterize this foreground population of pre-main-sequence stars. We confirm the presence of a large foreground population towards the Orion A cloud. This population contains several distinct subgroups, including NGC1980 and NGC1981, and stretches across several degrees in front of the Orion A cloud. By comparing the location of their sequence in various color-magnitude diagrams with other clusters, we found a distance and an age of 380pc and 5~10Myr, in good agreement with previous estimates. Our final sample includes 2123 candidate members and is complete from below the hydrogen-burning limit to about 0.3Msun, where the data start to be limited by saturation. Extrapolating the mass function to the high masses, we estimate a total number of ~2600 members in the surveyed region. We confirm the presence of a rich, contiguous, and essentially coeval population of about 2600 foreground stars in front of the Orion A cloud, loosely clustered around NGC1980, NGC1981, and a new group in the foreground of the OMC-2/3. For the area of the cloud surveyed, this result implies that there are more young stars in the foreground population than young stars inside the cloud. Assuming a normal initial mass function, we estimate that between one to a few supernovae must have exploded in the foreground population in the past few million years, close to the surface of Orion A, which might be responsible, together with stellar winds, for the structure and star formation activity in these clouds. This long-overlooked foreground stellar population is of great significance, calling for a revision of the star formation history in this region of the Galaxy.

연구 동기 및 목표

• 오리온 A 분자운 앞에 위치한 이전에 간과되었던 주계열 전 전진성 별 집단을 확인하고 특성화하는 것.
• 다중 파장 데이터를 이용해 이 전경 집단의 공간적 범위, 거리, 연령, 초기 질량 함수를 규명하는 것.
• 이 집단이 오리온 안내성 클러스터 및 주변 지역의 별 형성 해석에 미치는 영향을 평가하는 것.
• 이 집단의 과거 초신성 활동이 오리온 A의 구조 및 지속 중인 별 형성에 영향을 주었는지 조사하는 것.
• 선형 시야 방향의 젊은 집단들을 고려하여 오리온 복합체의 별 형성 역사를 재구성하는 것.

제안 방법

• CTIO의 블랑코 4미터 망원경에 장착된 DECam 카메라를 이용해 슬론 g, r, i, z, Y 및 적외선 대역의 깊은 광역 영상 촬영.
• SDSS, APASS, UKIDSS, 2MASS, Spitzer, WISE 및 X선 조사에서 확보한 기존의 다중 파장 자료와 DECam 자료를 융합.
• 색도-등급도에서의 위치를 기반으로 주계열 전 전진성 후보자를 식별하기 위해 새로운 확률적 색도-등급 선택 기법 적용.
• 관측된 시퀀스를 알려진 클러스터 시퀀스와 비교하여 광학적 및 천문학적 자료를 이용해 거리와 연령 추정.
• 검출된 집단으로부터 질량 함수를 구성하고, 감지 한계 이하의 구성원까지 추정하기 위해 외삽.
• 공간적 및 광학적 군집 분석을 통해 NGC 1980, NGC 1981 및 OMC-2/3 앞에 위치한 새로운 군집을 식별.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 오리온 A 앞에 위치한 주계열 전 전진성 별 집단의 진정한 범위와 공간 분포는 어떻게 되는가?
• RQ2 이 전경 집단의 거리와 연령는 무엇이며, 알려진 클러스터와 비교해보면 어떠한가?
• RQ3 이 집단의 총 구성원 수는 얼마이며, 초기 질량 함수는 어떠한가?
• RQ4 이 전경 집단은 오리온 안내성 클러스터 및 기타 내재된 영역의 관측에 어느 정도 오염을 유발하는가?
• RQ5 이 집단의 과거 초신성 활동이 오리온 A에서 후속 별 형성에 영향을 주었을 가능성은 있는가?

주요 결과

• 전경 집단은 약 10 deg²의 영역을 차지하며, 추정된 구성원 수는 약 2,600명이며, 확인된 후보자는 2,123명이다.
• 집단은 거리 약 380 pc에 위치해 있으며, 연령은 5–10 Myr로 추정되며, Alves & Bouy (2012)의 이전 추정과 일치한다.
• 집단은 공간적으로 연결되어 있으며, NGC 1980, NGC 1981 및 OMC-2/3 앞에 위치한 새로운 군집을 포함한다.
• 조사 범위는 수소 연소 한계 이하까지 완전하며, 약 0.3 M☉까지 도달하지만, 더 밝은 등급에서는 포화로 인해 감도가 저하된다.
• 조사 영역 내에서 전경 집단의 젊은 별 총 수는 오리온 A 분자운 내부의 젊은 별 수를 초과한다.
• 정상적인 初기 질량 함수를 가정할 경우, 이 집단은 과거 수백만 년 내에 초신성로 폭발한 1~2개의 거대 별을 포함했을 가능성이 있으며, 이는 온스프링크 클러스터 및 OMC 영역의 후속 별 형성 유도 가능성을 암시한다.