[논문 리뷰] Stars and brown dwarfs in the sigma Orionis cluster. II. A proper motion study

J. A. Caballero|arXiv (Cornell University)|2010. 01. 20.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 67인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 USNO-B1, 2MASS 및 사진판 앨리스터브에서 다중 에포크 천체측위를 사용하여 σ Orionis 은하단의 적절한 운동 유령을 식별하며, 선정된 42개의 별 중 37개가 비회원임을 드러낸다. 주요 기여는 장기 기준선(>50년)을 갖는 적절한 운동 분석이 스펙트로스코피 없이도 장기적으로 필드 오염물질(특히 늦은 유형의 난류)을 효율적으로 제거할 수 있음을 입증하는 것이다. 이는 이전의 구성 빈도 연구(예: 원반 및 리튬 농도 분석 포함)에서의 오염을 수정한다.

ABSTRACT

Aims: I seek to fully know the stellar and substellar populations in the young sigma Orionis open cluster, which is a benchmark for star-forming studies. Because of the very low proper motion of the cluster, late-type dwarfs with appreciable proper motion in the foreground of sigma Orionis can be easily discarded for expensive spectroscopic follow-up. Methods: I use the Aladin sky atlas, USNO-B1, public astrometric catalogues, and photographic plate digitisations to identify stars with proper motions inconsistent with cluster membership in a circular area of radius 30 arcmin centred on the early-type multiple system sigma Ori. Mostly due to the long time baseline, of more than half a century, the errors in the measured proper motions are lower than 2 mas/a. Results: Of the 42 stars selected for astrometric follow-up, 37 of them are proper-motion cluster interlopers. Some USNO-B1 measurements were affected by partially resolved (visual) multiplicity and target faintness. Because of their late spectral types and, hence, red colours, 24 contaminants had been considered as sigma Orionis members at some moment. I discuss how contamination may have affected previous works (especially related to disc frequencies) and the curious presence of lithium absorption in three M-dwarf proper-motion contaminants. Finally, I classify the bright star HD 294297 as a late-F field dwarf unrelated to the cluster based on a new proper motion measurement. Conclusions: Although proper motions cannot be used to confirm membership in sigma Orionis, they can be used instead to discard a number of cluster member candidates without spectroscopy.

연구 동기 및 목표

• σ Orionis 은하단 구성원 후보 샘플을 오염시키는 고적절한 운동을 가진 필드 별을 식별하고 제거하는 것.
• 천체측위 유령을 제거하여 구성원 빈도 추정치의 정확도를 향상시키는 것(예: 원반, Hα 복사, 리튬).
• 적절한 운동 오염이 이전의 광학 및 스펙트로스코픽 연구에 미친 영향을 평가하는 것.
• 장기 기준선 천체측위를 사용하여 스펙트로스코피 없이도 강력한 비스펙트로스코픽 방법으로 은하단 구성원 후보 목록을 정제하는 것.
• 정밀한 적절한 운동 측정을 통해 HD 294297 등의 특정 별의 구성원 여부를 재평가하는 것.

제안 방법

• σ Ori 주변 30 arcmin 이내에서 USNO-B1 및 2MASS 카탈로그를 교차 매칭하기 위해 Aladin 가상 천체관측소 도구를 사용하였다.
• USNO-B1 적절한 운동 >40 mas yr⁻¹, J-대역 등급 <15.5 mag, 그리고 최소 3회 이상의 USNO-B1 검출을 갖는 42개의 별을 후속 조사 대상으로 선별하였다.
• USNO-A2, GSC2.2/2.3, 2MASS, DENIS, CMC14, UKIDSS 및 SuperCOSMOS 사진판 디지털화 자료를 활용하여 다중 에포크 천체측위 측정을 수행하였다.
• 50년 이상의 시간 기준선을 활용하여 2 mas yr⁻¹ 이내의 적절한 운동 불확도를 확보하였다.
• 가용한 경우 스펙트로스코픽 데이터를 활용하여 결과를 검증하였으며, 특히 리튬 흡수 및 라디얼 속도에 중점을 두었다.
• 적절한 운동, 광학적 성질 및 이전 문헌 기반으로 객체를 분류하여 은하단 구성원와 필드 유령을 구분하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고적절한 운동을 가진 필드 별은 얼마나 많은 비율로 σ Orionis 은하단 구성원 후보 샘플을 오염시키고 있는가?
• RQ2 적절한 운동 오염은 이전의 원반 빈도 및 σ Orionis의 리튬 농도 추정치에 얼마나 큰 영향을 미쳤는가?
• RQ3 2 mas yr⁻¹ 이내의 정밀도를 갖는 장기 기준선 천체측위 분석이 스펙트로스코피 없이도 효과적으로 필드 오염물질을 식별하고 제거할 수 있는가?
• RQ4 왜 일부 늦은 유형의 필드 난류는 고적절한 운동을 보이며 청소년기 σ Orionis 구성원의 광학 색상과 유사하게 보이는가?
• RQ5 HD 294297의 진정한 구성원 여부는 무엇이며, 그 적절한 운동은 은하단과의 연관성을 어떻게 배제하는가?

주요 결과

• 천체측위 후속 조사 대상으로 선정된 42개의 별 중 37개가 적절한 운동 유령으로 확인되었으며, 주로 고적절한 운동을 가진 늦은 유형의 필드 난류였다.
• 37명의 유령 중 21명은 이전 조사에서 새로운 비회원으로 확인되었으며, 이는 이전의 설문 조사에서 심각한 오염이 있었음을 시사한다.
• 37명의 유령 중 17명(46%)은 Scholz & Eislöffel (2004), Sherry et al. (2004), Hernández et al. (2007)의 연구에서 이전에 σ Orionis 구성원로 잘못 분류된 바 있었다.
• 110년의 기준선을 통해 측정된 HD 294297의 적절한 운동은 이 별이 은하단과 관련이 없는 늦은 F형 필드 난류임을 확인한다.
• 세 명의 적절한 운동 유령에서 청소년기 σ Orionis 구성원과 유사한 리튬 흡수 등가 폭을 관측하여, 잠재적인 유사성 효과가 있음을 시사한다.
• 이 연구는 장기 기준선과 고정밀 카탈로그를 활용한 적절한 운동 분석이 스펙트로스코피 없이도 은하단 샘플을 효과적으로 정제할 수 있음을 입증한다.