[논문 리뷰] Stars and brown dwarfs in the sigma Orionis cluster. IV. IDS/INT and OSIRIS/GTC spectroscopy and Gaia DR2 astrometry

J. A. Caballero, A. de Burgos외 4명|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|2019. 08. 27.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 120인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 IDS/INT 및 OSIRIS/GTC 분광법을 사용하여 시그마 오리온스 클러스터의 168颗의 별과 브라운 왜성에 대한 종합적인 분광 및 천체측량 조사 결과를 제시한다. 이는 Gaia DR2 천체측량 데이터와 결합된 결과로서, 기존에 구성원으로 잘못 분류된 35개의 비구성원을 포함해 총 51개의 비구성원을 규명하였으며, 구성원 신뢰도를 크게 향상시키고, 이 중요한 클러스터에 대해 현재까지 가장 완전한 청소년기 특징 목록을 제공한다.

ABSTRACT

Context. Only a few open clusters are as important for the study of stellar and substellar objects, and their formation and evolution, as the young sigma Orionis cluster. However, a complete spectroscopic characterisation of its whole stellar population is still missing. Aims. We filled most of that gap with a large spectroscopic and astrometric survey of targets towards sigma Orionis. Eventually, it will be one of the open clusters with the lowest proportion of interlopers and the largest proportion of confirmed cluster members with known uncontrovertible youth features. Methods. We acquired 317 low-resolution optical spectra with the Intermediate Dispersion Spectrograph (IDS)} at the 2.5 m Isaac Newton Telescope (INT) and the Optical System for Imaging and low Resolution Integrated Spectroscopy (OSIRIS) at the 10.4 m Gran Telescopio Canarias (GTC). We measured equivalent widths of Li I, H-alpha, and other key lines from these spectra, and determined spectral types. We complemented this information with Gaia DR2 astrometric data and other features of youth (mid-infrared excess, X-ray emission) compiled with Virtual Observatory tools and from the literature. Results. Of the 168 observed targets, we determined for the first time spectral types of 39 stars and equivalent widths of Li I and H-alpha of 34 and 12 stars, respectively. We identified 11 close (rho

연구 동기 및 목표

• 저해상도 가시광선 분광법을 통해 시그마 오리온스 클러스터의 별 및 저질량 천체 집단에 대한 완전한 분광적 특성 분석을 제공하기 위해.
• 분광학적 진단(리튬 I, 수소-알파)과 Gaia DR2 천체측량, 청소년기 지표(X선 방출, 중간 적외선 초과)를 결합하여 구성원 결정을 향상시키기 위해.
• 기존 문헌에서 잘못 분류된 51개의 비구성원을 식별함으로써 문헌 내 오분류를 수정하기 위해.
• 미래의 주계열 전 전진화 연구를 위해 확실한 청소년기 특징을 지닌 가장 신뢰할 수 있는 구성원 샘플을 제공하기 위해.
• 장기적으로는 청소년 산개성단에서의 초기 질량 함수 및 디스크 주파수 측정 정확도를 향상시키기 위해, 필드 유랑자에 의한 오염을 줄이기 위해.

제안 방법

• 2.5m 이萨克 뉴턴 망원경(INT)의 중해상도 분광기(Ids)와 10.4m 그란 테스코피코 칸아리아스(GTC)의 OSIRIS 장치를 사용하여 총 317개의 저해상도 가시광선 스펙트럼을 확보하였다.
• 주계열 전 전진화 별과 물질 유입 별을 식별하기 위해 리튬 I, 수소-알파 및 기타 핵심 스펙트럼 선의 등가폭을 측정하였다.
• 168개 대상에 대해 스펙트럼형을 결정하였으며, 이 중 39개는 처음으로 스펙트럼형이 할당되었다.
• 분광학적 데이터와 Gaia DR2 천체측량 데이터를 융합하여 운동량과 태양계 거리 측정을 수행하였으며, 11개의 해상도가 높은 쌍성계와 51개의 비구성원을 식별하였다.
• 가상 천체관을 통한 문헌 자료를 통합하여 X선 방출 및 중간 적외선 초과에 관한 정보를 확보함으로써 청소년기 진단을 강화하였다.
• 관측 기간 전반에 걸쳐 표준 항성(GJ 380, BD+33 1505 등)을 사용하여 스펙트럼형 보정 및 복사계량 보정을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기존에 카탈로그화된 시그마 오리온스 후보자들의 진정한 구성원 여부는 분광학적 및 천체측량 데이터를 종합하여 어떻게 규명되는가?
• RQ2 관측된 대상 중 진정한 주계열 전 전진화 별이며, 명백한 청소년기 지표(Li I, Hα 발광, 적외선 초과)를 지닌 별은 몇 개인가?
• RQ3 시그마 오리온스 클러스터에 포함된 필드 유랑자의 비율은 얼마이며, 이는 이전의 초기 질량 함수 및 디스크 주파수 연구에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 이 조사에서 새로운 분광학적 쌍성계, 물질 유입 별 또는 청소년기 별 형성 물체는 몇 개 발견되었는가?
• RQ5 Gaia DR2 천체측량과 다중 파장 청소년기 지표는 이전 방법에 비해 구성원 분류 정확도를 얼마나 향상시키는가?

주요 결과

• 39개의 별이 처음으로 스펙트럼형이 결정되어 클러스터의 별 목록 완성도가 향상되었다.
• 리튬 I의 등가폭을 34개의 별에 대해 측정하였고, 수소-알파는 12개의 별에 대해 측정하여 청소년기 및 물질 유입 진단에 새로운 지표를 제공하였다.
• Gaia DR2를 통해 11개의 근접 쌍성계(ρ ≤ 3 arcsec)가 해상도가 높게 확인되었으며, 이 중 3개는 이전에 알려지지 않은 시스템이었다.
• 14개의 강력한 물질 유입 별이 식별되었으며, 이 중 4개는 새로운 탐지 결과였고, 4개는 수소-알파 선이 120 km s⁻¹ 이상 이동한 것으로 나타나 고속 분출을 시사하였다.
• 51개의 비구성원이 식별되었으며, 이 중 35개는 이전에 시그마 오리온스 구성원으로 잘못 분류된 바 있었다. 이는 이전 연구의 오염 정도를 크게 감소시켰다.
• 오리 오브1b 연무단의 희박한 별 집단에서 두 개의 새로운 청소년기 별 후보를 발견하여, 가능성이 있는 필드 오염 또는 초기 단계의 별 형성 현상을 시사하였다.