[논문 리뷰] The GSC-II-based survey of ancient cool white dwarfs I. The sample of spectroscopically confirmed WDs

D. Carollo, B. Bucciarelli외 7명|ArXiv.org|2005. 10. 21.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 10

한 줄 요약

이 연구는 천구남반천 1150 제곱도에 걸친 영역에서 고 proper motion, 희미한 천체를 대상으로 한 GSC-II 기반 조사에서 41개의 스펙트럼적으로 확인된 냉각 흰색왜성(WD)으로 구성된 새로운 독립 표본을 제시한다. 천체운동학적 및 광도 선택을 거친 후 스펙트럼 검증을 통해 조사에서는 24개의 새로운 WD를 식별하였으며, 이는 허브의 밀도와 두꺼운 디스크 및 허브의 연령을 광도함수 분석을 통해 개선된 제약 조건을 제공한다.

ABSTRACT

The GSC-II white dwarf survey was designed to identify faint and high proper motion objects, which we used to define a new and independent sample of cool white dwarfs. With this survey we aim to derive new constraints on the halo white dwarf space density. Also, these data can provide information on the age of thick disk and halo through the analysis of the luminosity function. On the basis of astrometric and photometric parameters, we selected candidates with mu > 0.28 as/yr and R_F > 16 in an area of 1150 square degrees. Then, we separated white dwarfs from late type dwarfs and subdwarfs by means of the reduced proper motion diagram. Finally, spectroscopic follow-up observations were carried out to confirm the white dwarf nature of the selected candidates. We found 41 white dwarfs of which 24 are new discoveries. Here we present the full sample and for each object provide positions, absolute proper motions, photometry, and spectroscopy.

연구 동기 및 목표

• 은하 허브와 두꺼운 디스크에 있는 고대이자 냉각된 흰색왜성(WD)의 새로운 독립 표본을 식별하기 위해.
• 바리온 어두운 물질 논의의 핵심 구성 요소인 허브 흰색왜성의 공간 밀도를 향상된 제약 조건으로 제시하기 위해.
• 광도함수 분석을 통해 두꺼운 디스크와 허브의 연령 결정을 위한 희귀한 냉각 WD의 통계적 표본을 향상시키기 위해.
• proper motion에서 유도된 운동학적 성질을 사용하여 두꺼운 디스크와 허브 WD를 구분하기 위해.

제안 방법

• 팔로마 및 앤글로-오스트레일리안 스미스트 필름 기반의 가이드 스타 목록 2(GSC-II)에서 다중 에포크 광도 및 천체운동 데이터를 활용하였다.
• 32개의 고은하위경도 영역에서 총 약 1150 deg²를 커버하며, proper motion μ ≥ 0.28 arcsec yr⁻¹ 이하 및 R_F ≥ 16 mag 이하의 후보자를 선별하였다.
• 감소된 proper motion(RPM)도를 사용하여 흰색왜성과 저연령 주계열 별, 하위주계열 별을 분리하였다.
• TNG, 윌리엄 허셜 천체망원경, 아이작 뉴턴 천체망원경을 사용하여 스펙트럼 후속 관측을 수행하여 WD 성질을 확인하였다.
• 스펙트럼 특징(예: DA, DC, DZ, DQ)을 통해 WD를 분류하고, SDSS, 2MASS, 루이텐 목록과의 교차 매칭을 수행하였다.
• 운동학적 성질과 광도 데이터를 사용하여 이후 분석에서 두꺼운 디스크와 허브 WD를 구분하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고대 냉각 흰색왜성의 허브 공간 밀도는 얼마이며, 어떻게 독립적으로 제약 조건을 부여할 수 있는가?
• RQ2 냉각 WD의 광도함수는 두꺼운 디스크 및 허브 성분의 연령 추정에 어떻게 활용될 수 있는가?
• RQ3 GSC-II에서 고 proper motion, 희미한 천체 중 진정한 흰색왜성은 어느 정도이며, 그 중 몇 개가 신규 발견인가?
• RQ4 proper motion에서 유도된 운동학적 성질은 두꺼운 디스크와 허브 WD 집단을 신뢰성 있게 분리할 수 있는가?

주요 결과

• 조사를 통해 총 41개의 스펙트럼적으로 확인된 흰색왜성이 식별되었으며, 그 중 24개는 신규로 발견된 것이다.
• 표본에는 17개의 DC(특징이 없는) WD, 19개의 DA(수소가 풍부한) WD, 그리고 탄소 성분 또는 자기장이 있는 특이한 두 개의 물체가 포함되어 있다.
• 두 개의 시스템에서 복합 스펙트럼을 관측하여 빨간색 연성 천체의 존재를 확인하였으며, 세 개는 해소되지 않은 双중백색왜성으로, 그 중 하나는 자기장이 있는 DA + 질량이 큰 DC 이중성이다.
• 두 쌍의 공통 proper motion을 가진 WD가 식별되었는데, 각각 LHS 5023 + LHS 5024 및 LP 642-52 + LP 642-53 이다.
• GSC2U J131147.2+292348은 5120 K의 온도로 알려진 가장 냉각된 탄소 풍부 WD이며, DQ WD의 이론적 한계에 가까운 온도를 가진다.
• 표본 내에서 5개의 WD만 이전에 SDSS 냉각 WD 표본에 기재되어 있었고, 12개는 빌라노바 목록에서 발견되어 표본의 신규성과 독립성을 확인하였다.