[論文レビュー] Pre-main-sequence stars in the young open cluster NGC 1893: II. Evidence for triggered massive star formation

I. Negueruela, A. Marco+2 more|CERN Bulletin|Mar 28, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 46被引用数 15

ひとこと要約

本研究では、分光法および光度測定法を用いて、赤外線過剰と発光線を示す前主系列（PMS）星の集団を特定することで、若き開放集団NGC 1893における誘発的で大質量星形成の強力な証拠を提示する。研究結果は、コメテイカルネビュラe Sim 130および集団コア周辺の2つの明確な領域において、O型星からの電離放射が大質量星形成を誘発していることを示しており、中質量星の欠如と、非常に若年（3 Myr未塔）の集団環境における複雑で逐次的な星形成プロセスが進行していることが判明した。

ABSTRACT

(Abridged) The open cluster NGC 1893, illuminating the HII region IC410, contains a moderately large population of O-type stars and is one of the youngest clusters observable in the optical range. We have probed the stellar population of NGC 1893 in an attempt to determine its size and extent. We classify a large sample of cluster members with new intermediate resolution spectroscopy. We use H-alpha slitless spectroscopy of the field to search for emission line objects, identifying 18 emission-line PMS stars. We then combine existing optical photometry with 2MASS JHKs photometry to detect stars with infrared excesses, finding close to 20 more PMS candidates. While almost all stars earlier than B2 indicate standard reddening, all later cluster members show strong deviations from a standard reddening law, which we interpret in terms of infrared excess emission. Emission-line stars and IR-excess objects show the same spatial distribution, concentrating around two localised areas, the immediate vicinity of the pennant nebulae Sim 129 and Sim 130 and the area close to the cluster core where the rim of the molecular cloud associated with IC 410 is illuminated by the nearby O-type stars. In and around the emission nebula Sim 130 we find three Herbig Be stars with spectral types in the B1-4 range and several other fainter emission-line stars. We obtain a complete census of B-type stars by combining Stroemgren, Johnson and 2MASS photometry and find a deficit of intermediate mass stars compared to massive stars. We observe a relatively extended halo of massive stars surrounding the cluster without an accompanying population of intermediate-mass stars. The overall picture of star formation in NGC 1893 suggests a very complex process.

研究の動機と目的

• 若き開放集団NGC 1893のサイズ、広がり、および星の集団を特定すること、特に前主系列（PMS）星に焦点を当てる。
• NGC 1893に存在する大質量O型星が、周辺領域におけるその後続の星形成を誘発しているかどうかを調査すること。
• PMS星の特定とその空間的・光度的性質の分析を通じて、集団の年齢と進化状態を評価すること。
• 中質量星の欠如を大質量星と比較して検出することで、初期質量関数（IMF）と星形成歴を評価すること。
• 大質量星からのフィードバックが、若く埋蔵された集団環境における星形成プロセスに果たす役割を調査すること。

提案手法

• 集団メンバーの間隔分解分光測定を実施し、星の分類と発光線PMS候補の特定を図った。
• フィールド全体にわたりHαスリットレス分光測定を実施し、発光線対象を検出。これにより18個のPMS星が同定された。
• 光学的光度測定と2MASS JHKs光度測定を統合し、PMS星における原始惑星環の兆候を示す赤外線過剰を検出。
• 発光線対象および赤外線過剰対象の空間的分布を分析し、活発な星形成が進行している局所的領域を同定。
• ストルムグレン、ジョンソン、および2MASS光度測定系を用いて、B型星の完全な全数調査を実施し、IMFを評価。
• 観測された赤色量と標準値を比較し、特に晩期星において過剰赤色量と円盤放射を推定。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 1893に顕著な前主系列星の集団が存在するか。その空間的集中域はどこか。
• RQ2 NGC 1893に存在するO型星が、PMS星および赤外線過剰の存在によって示されるように、周辺領域における星形成を誘発しているか。
• RQ3 NGC 1893の年齢は何か。観測されたPMS星集団がその進化段階をどのように制約するか。
• RQ4 NGC 1893において中質量星が大質量星に対して欠如しているのはなぜか。星形成歴にどのような含意をもたらすか。
• RQ5 NGC 1893における星形成プロセスは逐次的かつ誘発的であるか、それとも初期の大質量星による自己誘発的で同時に発生しているか。

主な発見

• 18個の発光線PMS星の集団が同定され、その多くはコメテイカルネビュラe Sim 129およびSim 130周辺、および集団コアと分子雲の境界領域に集中している。
• 赤外線過剰（J-Ks）色を用いた分析により、約20個の追加のPMS候補が検出され、発光線星と同様の空間的集中を示した。
• B3型より遅い星はすべて顕著な赤外線過剰を示し、スペクトル型が遅くなるにつれて増加しており、これは進行中の円盤散逸とPMS星の性質に一致する。
• 主系列のO4およびO5型星の存在に基づき、集団の年齢は3 Myr未塔、おそらく2 Myr未塔と制限される。
• ネビュラe Sim 130周辺に、B1～B4型のヘービッッグB星が集団として存在し、活発的かつ最近の大質量星形成を示している。
• 大質量星の空間的分布は、中質量星の対応する集団が存在しない拡張したハローを示しており、動的排出または急峻なIMFを示す誘発的形成を示唆している。