[논문 리뷰] Photometric and kinematic studies of open star clusters. II. NGC 1960 (M 36) and NGC 2194

J. Sanner, M. Altmann외 2명|arXiv (Cornell University)|2000. 03. 22.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 2인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 개방별개 NGC 1960 (M36)과 NGC 2194의 CCD 항성계수 측광 및 운동분석을 통해 등각선 피팅과 함께 운동분석 및 통계적 항성장 background 제거를 통한 구성원 선별을 이용하여 연령, 거리 및 初기질량함수(IMF)를 유도한다. IMF 기울기는 각각 NGC 1960(16 Myr, 1300 pc)에서 Γ = -1.23 ± 0.17, NGC 2194(550 Myr, 2900 pc)에서 Γ = -1.33 ± 0.29로 나타나, 중간연령 별개의 경향과 일치하는 얕은 질량함수를 나타낸다.

ABSTRACT

We present CCD photometry and proper motion studies of the two open star clusters NGC 1960 (M 36) and NGC 2194. Fitting isochrones to the colour magnitude diagrams, for NGC 1960 we found an age of t=16 Myr and a distance of roughly d=1300 pc and for NGC 2194 t=550 Myr and d=2900 pc, respectively. We combined membership determination by proper motions and statistical field star subtraction to derive the initial mass function of the clusters and found slopes of Gamma=-1.23 +/- 0.17 for NGC 1960 and Gamma=-1.33 +/- 0.29 for NGC 2194. Compared to other IMF studies of the intermediate mass range, these values indicate shallow mass functions.

연구 동기 및 목표

• 고정밀 측광 및 천체측량을 이용하여 개방별개 NGC 1960와 NGC 2194의 연령, 거리 및 초기질량함수(IMF)를 결정하기 위해.
• 운동분석을 통한 구성원 선별과 통계적 항성장 배경 제거를 융합하여, 항성장의 오염을 줄이고 IMF 추정의 정밀도를 향상시키기 위해.
• 젊은 별개와 중간연령 별개에서의 IMF 일관성을 검토하고, 특히 중간질량 범위(1–10 M☉)에서의 특성에 초점을 맞추기 위해.
• 이전에 제한된 고정밀 데이터를 제공한 NGC 1960의 IMF 추정치의 신뢰성을 평가하기 위해.
• 중간연령 별개인 NGC 2194와 같이 동역학적 진화가 관측된 IMF에 영향을 미치는지 조사하기 위해.

제안 방법

• 1.23m 망원경을 이용한 칼라조 고도에서 1024×1024 픽셀 CCD를 사용하여 1.0 arcsec/pixel 해상도로 17×17 arcmin의 시야를 확보한 CCD 측광을 수행하였다.
• 다중 에포크 데이터를 이용해 V ≈ 14 mag까지의 항성에 대해 운동분석을 통해 운동속도를 측정하였으며, 밝은 항성의 경우 운동분석을 통한 구성원 선별을 수행하였다.
• 어두운 항성 구성원의 경우 통계적 항성장 배경 제거 기법을 적용하여 표본을 정제하고 IMF 정확도를 향상시켰다.
• 등각선 피팅을 통해 색-등급도(CMD)를 분석하여 별개의 연령과 거리를 유도하였으며, Cassisi의 합성 등각선을 사용하였다.
• 초기질량함수(IMF)는 완전성 보정된 항성 수를 기반으로 계산하였으며, 기울기 Γ는 최대우도 분석을 통해 유도하였다.
• 구성원 확률와 측광 데이터를 융합하여 빛의 세기 및 질량 함수를 유도하였으며, 특히 신뢰성 확보를 위해 m > 1 M☉인 항성에 초점을 맞추었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 CCD 측광 및 운동분석을 통해 NGC 1960(M36)의 연령과 거리는 무엇인가?
• RQ2 NGC 1960의 初기질량함수(IMF)는 Salpeter IMF와 어떻게 비교되며, 다른 연구들과 일치하는가?
• RQ3 NGC 2194의 연령과 거리는 무엇이며, 젊은 별개의 IMF와 비교해보면 어떠한가?
• RQ4 운동분석을 통한 구성원 선별과 통계적 항성장 배경 제거를 융합함으로써 IMF의 신뢰도는 어느 정도 향상되는가?
• RQ5 NGC 2194와 같이 중간연령 별개에서의 동역학적 진화가 관측된 IMF에 영향을 미치는가?

주요 결과

• NGC 1960는 16 Myr의 연령과 1300 pc의 거리를 가지며, 이는 이전의 사진 측광 결과와 일치한다.
• NGC 1960의 초기질량함수(IMF) 기울기는 Γ = -1.23 ± 0.17로 나타나, 중간질량 범위(1–10 M☉)에서 얕은 질량함수를 나타낸다.
• NGC 2194는 550 Myr의 연령과 2900 pc의 거리를 가지며, 이는 이전의 사진 측광 결과와 양호하게 일치한다.
• NGC 2194의 IMF 기울기는 Γ = -1.33 ± 0.29로 나타나, Salpeter 값인 -1.35와 유사하며, Scalo(1998)가 보고한 중간질량 항성의 범위 내에 들어간다.
• 운동분석을 통한 구성원 선별과 통계적 항성장 배경 제거를 융합함으로써 IMF의 신뢰도가 향상됨을 확인하였다. 특히 밝은 구성원 수가 적은 별개에서 이 방법이 유의미하게 작용한다.
• 모든 별개에서 1 M☉ 이하의 IMF 기울기의 평탄화에 대한 증거는 발견되지 않았지만, 감도 한계로 인해 저질량 범위는 여전히 불완전하다.