[논문 리뷰] Recent star formation in the inner Galactic Bulge seen by ISOGAL. I - Classification of bright mid-IR sources in a test field

F. Schüller, A. Omont외 4명|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|2006. 03. 21.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 30인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 중간 적외선 ISOGAL 데이터(7 및 15 μm)와 MSX 21 μm 광도 측정을 조합하여 은하수 중심부의 젊은 별 형성 물체(YSOs) 및 초소형 HII 영역을 식별하는 방법을 제시한다. [7]–[15] ≥ 2 mag인 소스 색상과 공간 확장도(σ₁₅ > 0.1 arcsec)를 분석함으로써, 은하수 중심부 근처 0.09 deg² 영역에서 46개의 신뢰할 수 있는 젊은 물체 후보를 식별하였으며, 이 중 65%는 MSX에 의해 탐지되었고, 확산 적외선 및 전파 연속기 밀도와 강한 연관성을 보였다.

ABSTRACT

Context: The stellar populations in the central region of the Galaxy are poorly known because of the high visual extinction and very great source density in this direction. Aims: To use recent infrared surveys for studying the dusty stellar objects in this region. Methods: We analyse the content of a 20x20 arcmin^2 field centred at (l,b)=(-0.27,-0.06) observed at 7 and 15 microns as part of the ISOGAL survey. These ISO observations are more than an order of magnitude better in sensitivity and spatial resolution than the IRAS observations. The sources are cross-associated with other catalogues to identify various types of objects. We then derive criteria to distinguish young objects from post-main sequence stars. Results: We find that a sample of about 50 young stellar objects and ultra-compact HII regions emerges, out of a population of evolved AGB stars. We demonstrate that the sources colours and spatial extents, as they appear in the ISOGAL catalogue, possibly complemented with MSX photometry at 21 microns, can be used to determine whether the ISOGAL sources brighter than 300 mJy at 15 microns (or [15] < 4.5 mag) are young objects or late-type evolved stars.

연구 동기 및 목표

• 높은 흡광도와 소스 혼잡도가 있는 가운데 은하수 중심부의 밝은 중간 적외선 소스를 분류하기 위해.
• 중간 적외선 광도 측정과 형태학적 특성에 기반해 젊은 별 형성 물체(YSOs)와 초소형 HII 영역을 퇴화한 주계열 이후 별들과 구별하기 위해.
• ISOGAL 데이터 기반으로 다른 ISOGAL 영역에 적용 가능한 신뢰할 수 있는 선별 기준을 개발하기 위해.
• 라디오 및 근적외선 카탈로그와의 교차 식별을 통해 후보 젊은 물체의 성질을 검증하기 위해.

제안 방법

• ISOGAL 조사의 ISOCAM 관측 자료를 이용해 (l,b) = (−0.27°,−0.06°) 중심의 20×20 arcmin² 영역을 분석함(7 및 15 μm).
• 정확한 천문학적 위치 향상을 위해 ISOGAL 소스를 DENIS 근적외선 카탈로그와 교차 연결함.
• YSOs와 퇴화한 별들을 분리하기 위해 [7]–[15] 색상과 15 μm 공간 확장도(σ₁₅)를 분류 기준으로 사용함.
• 후보 젊은 물체의 장파장 대역에서 붉은 색상 특성을 확인하기 위해 MSX 21 μm 광도 측정을 적용함.
• 확장형 또는 단순한 HII 영역과의 연관성을 식별하기 위해 VLA 1.6 GHz 전파 연속기 데이터와 교차 확인함.
• 흡광도 보정된 등급과 이론 모델을 사용해 소스의 복사능력과 진화 단계를 해석함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ISOGAL 데이터의 중간 적외선 색상과 공간 확장도는 은하수 중심부의 은폐된 영역에서 젊은 별 형성 물체를 퇴화한 별과 신뢰성 있게 구별할 수 있는가?
• RQ2 고흡광도 영역에서 젊은 거대 물체와 초소형 HII 영역을 식별하기 위해 어떤 광도 및 형태학적 기준을 사용할 수 있는가?
• RQ3 은하수 중심부 근처의 대표적인 영역에는 얼마나 많은 젊은 물체가 존재하며, 기존의 라디오 및 적외선 소스와의 성질은 어떻게 비교되는가?
• RQ4 MSX 21 μm 데이터와 전파 연속기 방출은 이러한 소스가 젊은 물체로 식별되는 데 얼마나 기여하는가?
• RQ5 식별된 젊은 물체의 추정 복사능력 범위는 무엇이며, 이는 그들의 진화 상태에 대해 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• FC–027 영역에서 [7]–[15] ≥ 2 mag 및 σ₁₅ > 0.1 arcsec 조건을 적용해 46개의 젊은 물체 후보를 추출하였으며, 이 중 13개만 이전에 초소형 HII 영역로 보고된 바가 있음.
• 밝은 ISOGAL 소스 182개([15] ≤ 4.5 mag) 중 61%는 다중 파장 카탈로그와의 교차 식별을 통해 퇴화한 별 또는 젊은 물체로 확인됨.
• 46개의 젊은 물체 후보 중 65%가 21 μm에서 MSX에 의해 탐지되었으며, 먼지에 둘러싸인 젊은 별과 일치하는 붉은 색상 특성을 보임.
• 후보들은 주로 b ≈ −0.1°에서 0° 범위에 위치해 있으며, 이는 확산 중간 적외선 및 확장된 전파 연속기 방출과 겹쳐져 있어 젊은 거대 물체로의 해석을 뒷받침함.
• 후보들의 볼로메트릭 복사능력은 10⁴에서 10⁶ L⊙ 범위에 있으며, 이는 단일 O/B 별이거나 초기 진화 단계의 중간 질량 별 군집일 가능성이 있음을 시사함.
• 15 μm에서 약 1 pc의 공간 확장도와 강한 전파 단순 HII 영역 연관성 부재는 많은 후보들이 HII 영역 형성 이전에 원시 별 또는 밀도 높은 분자핵 단계에 있다고 추론하게 함.