[논문 리뷰] Multiplicity among T Tauri stars in OB and T associations: Implications for binary star formation

W. Brandner, J. M. Alcalá외 3명|arXiv (Cornell University)|1995. 07. 06.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 2인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 고해상도 영상 촬영 및 적외선 밴드에서의 광도 측정을 통해 OB 및 T 연합 내 T 타우리 별의 이중성 다수성을 조사하였으며, 관측된 195개의 별 중 31개가 물리적 쌍성임을 발견하였다. 120–1800 AU 간격에서 T 타우리 별의 이중성 빈도는 태양계 근처 주계열 별의 이중성 빈도와 일치하며, 이는 별의 진화 단계에 관계없이 유사한 형성 메커니즘이 존재함을 시사한다.

ABSTRACT

We present first results of a survey for companions among X-ray selected pre-main sequence stars, most of them being weak-line T Tauri stars (WTTS). These T Tauri stars have been identified in the course of optical follow-up observations of sources from the ROSAT All Sky Survey associated with star forming regions. The areas surveyed include the T associations of Chamaeleon and Lupus as well as Upper Scorpius, the latter being part of the Scorpius Centaurus OB association (Sco OB 2). Using SUSI at the NTT under subarcsec seeing conditions we observed 195 T Tauri stars through a 1$\\mu$m ("Z") filter and identified companions to 31 of them (among these 12 subarcsec binaries). Based on statistical arguments we conclude that almost all of them are indeed physical (i.e. gravitationally bound) binary or multiple systems. For 10 systems located in Upper Scorpius and Lupus, we additionally obtained spatially resolved near-infrared photometry in the J, H, and K bands with the MPIA 2.2m telescope at ESO, La Silla. The near-infrared colours of the secondaries are consistent with those of dwarfs and are clearly distinct from those of late type giant stars. Based on astrometric measurements of some binaries we show that the components of these binaries are common proper motion pairs, very likely in a gravitationally bound orbit around each other. We find that the overall binary frequency among T Tauri stars in a range of separations between 120 and 1800 AU is in agreement with the binary frequency observed among main sequence stars in the solar neighbourhood. However, we note that within individual regions the spatial distribution of binaries -- within a distinct range of separation -- is non-uniform. In particular, in Upper

연구 동기 및 목표

• 은하수형성 영역 내 주계열 전 T 타우리 별들 사이의 이중성 및 다중성 시스템의 빈도와 성격을 규명하기 위해.
• 아스트로메트릭 및 광도 데이터를 사용하여 관측된 쌍성들이 물리적으로 유대된 것인지 또는 천체적 배경의 가짜 쌍성인지 평가하기 위해.
• T 타우리 별의 다수성 특성과 태양계 근처 주계열 별의 다수성 특성을 비교하기 위해.
• 개별 은하수형성 영역 내에서 이중성의 공간 분포 패턴을 조사하기 위해.
• 이러한 발견이 이중성 별 형성 이론에 미치는 함의를 평가하기 위해.

제안 방법

• 195개의 T 타우리 별에 대해 NTT의 SUSI를 사용하여 1μm ('Z') 필터를 사용한 고해상도 영상 촬영을 실시하여 쌍성을 탐지하였다.
• 라 실라의 MPIA 2.2m 망원경을 사용하여 10개의 시스템에 대해 J, H, K 대역에서 공간적으로 분 giải된 적외선 광도 측정을 수행하였다.
• 보조 성분의 적외선 색상 분석을 통해 주저자형 성분이 낮은 질량의 별인지, 늦은 유형의 거대성인지를 구분하였으며, 이는 낮은 질량의 별임을 확인하였다.
• 아스트로메트릭 측정을 통해 공통된 운동량을 가진 쌍성 쌍을 식별하여 중력적으로 유대된 상태임을 확인하였다.
• 통계적 논증을 적용하여 탐지된 쌍성들이 물리적으로 유대된 가능성의 정도를 평가하였다.
• T 타우리 별의 이중성 빈도(120–1800 AU 범위)를 태양계 근처 주계열 별의 이중성 빈도와 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 OB 및 T 연합 내 T 타우리 별들 사이의 이중성 및 다중성 시스템의 빈도는 무엇인가?
• RQ2 탐지된 쌍성들은 물리적으로 유대된 것인지, 아니면 천체적 배경의 가짜 쌍성인지?
• RQ3 T 타우리 별의 다수성 빈도는 태양계 근처 주계열 별의 다수성 빈도와 어떻게 비교되는가?
• RQ4 개별 은하수형성 영역 내에서 이중성의 공간 분포는 비균일한가?
• RQ5 다수성 특성은 이중성 별 형성 메커니즘에 대해 어떤 함의를 지닌다?

주요 결과

• 관측된 195개의 T 타우리 별 중 31개가 쌍성을 지닌 것으로 확인되었으며, 이 중 12개는 1초 이하의 이중성이다.
• 통계적 분석 결과, 탐지된 대부분의 쌍성들이 물리적으로 유대된, 중력적으로 유대된 시스템임을 시사한다.
• 보조 성분의 적외선 색상은 주저자형 성분과 일치하며 거대성과는 뚜렷이 다름을 보이며, 낮은 질량의 별이자 주계열 전 단계의 성질을 지닌 것으로 확인된다.
• 아스트로메트릭 측정을 통해 몇몇 시스템에서 공통된 운동량을 확인하였으며, 이는 장기간의 궤도 유대를 의미한다.
• T 타우리 별의 전체 이중성 빈도(120–1800 AU 범위)는 태양계 근처 주계열 별에서 관측된 이중성 빈도와 일치한다.
• 상위 스코르피우스 및 루푸스와 같은 개별 영역에서는 주어진 간격 범위 내에서 이중성의 공간 분포가 비균일하며, 이는 지역별로 형성 또는 천체역학적 진화 영향을 반영한다.