[論文レビュー] Recent star formation in the inner Galactic Bulge seen by ISOGAL. I - Classification of bright mid-IR sources in a test field

F. Schüller, A. Omont+4 more|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|Mar 21, 2006

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 30被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、中赤外線ISOGALデータ（7および15 μm）とMSX 21 μm光度測定を組み合わせることで、銀河中心付近の内側銀河バルジにおいて若い星形成対象（YSOs）および超コンact HII領域を特定する手法を提示する。源の色（[7]–[15] ≥ 2 mag）と空間的広がり（σ₁₅ > 0.1 arcsec）を分析することで、銀河中心近辺の0.09 deg²の領域に46個の信頼性の高い若い対象候補を同定した。そのうち65%がMSXで検出され、広がりのある中赤外線および電波連続スペクトル放射と強く関連している。

ABSTRACT

Context: The stellar populations in the central region of the Galaxy are poorly known because of the high visual extinction and very great source density in this direction. Aims: To use recent infrared surveys for studying the dusty stellar objects in this region. Methods: We analyse the content of a 20x20 arcmin^2 field centred at (l,b)=(-0.27,-0.06) observed at 7 and 15 microns as part of the ISOGAL survey. These ISO observations are more than an order of magnitude better in sensitivity and spatial resolution than the IRAS observations. The sources are cross-associated with other catalogues to identify various types of objects. We then derive criteria to distinguish young objects from post-main sequence stars. Results: We find that a sample of about 50 young stellar objects and ultra-compact HII regions emerges, out of a population of evolved AGB stars. We demonstrate that the sources colours and spatial extents, as they appear in the ISOGAL catalogue, possibly complemented with MSX photometry at 21 microns, can be used to determine whether the ISOGAL sources brighter than 300 mJy at 15 microns (or [15] < 4.5 mag) are young objects or late-type evolved stars.

研究の動機と目的

• 高い減光と源の重なりがあるにもかかわらず、内側銀河バルジの明るい中赤外線源を分類すること。
• 中赤外線光度測定と形態的特徴を用いて、若い星形成対象（YSOs）および超コンパクトHII領域を、発達した主系列後星と区別すること。
• ISOGALデータに基づく信頼性の高い選別基準を確立し、他のISOGAL領域にも応用可能にすることで、最近の星形成の包括的調査を実現すること。
• 電波および近赤外線カタログとのクロス識別を通じて、候補若い対象の性質を検証すること。

提案手法

• ISOGAL調査のISOCAM観測データ（7および15 μm）を用いて、(l,b) = (−0.27°,−0.06°)を中心とする20×20 arcmin²の領域を分析する。
• DENIS近赤外カタログとのクロスアソシエーションにより、位置決めの精度を向上させ、対応する天体を同定する。
• YSOsと発達した星との区別に、[7]–[15]色と15 μmの空間的広がり（σ₁₅）を判別基準として用いる。
• 候補若い対象の長波長帯域における赤色色を確認するため、MSX 21 μm光度測定を適用する。
• VLA 1.6 GHz電波連続スペクトルデータと照合し、拡張的またはコンパクトなHII領域との関連を同定する。
• 減光補正済みの等級と理論的モデルを用いて、源の全波長放射度と進化段階を解釈する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ISOGALデータにおける中赤外線色と空間的広がりは、遮蔽された銀河バルジにおいて若い星形成対象と発達した星を信頼性高く区別できるか？
• RQ2 高減光領域において、若い大質量対象および超コンパクトHII領域を同定するために、どのような光度測定および形態的基準が有効か？
• RQ3 銀河中心近辺の代表的領域には、いくつの若い対象が存在するのか？ それらの性質は、既知の電波および赤外線源とどのように比較できるか？
• RQ4 MSX 21 μmデータおよび電波連続スペクトル放射は、これらの源が若い対象であると同定するのをどの程度支援するか？
• RQ5 同定された若い対象の全波長放射度の推定範囲は何か？ これはそれらの進化段階にどのような含意をもたらすか？

主な発見

• FC–027領域から、[7]–[15] ≥ 2 magおよびσ₁₅ > 0.1 arcsecの基準を用いて46個の若い対象候補を抽出したが、そのうち13個のみが事前に報告済みの超コンパクトHII領域であった。
• 明るいISOGAL源182個（[15] ≤ 4.5 mag）のうち61%が、複数波長カタログとのクロス識別により、発達した星または若い対象と同定された。
• 46個の若い対象候補のうち65%がMSX 21 μmで検出され、ほこりに包まれた若い星と整合する赤色色を示した。
• 候補対象は主にb ≈ −0.1°から0°の範囲に位置しており、広がりのある中赤外線放射および拡張した電波連続スペクトル放射と一致しており、若い大質量対象であるという解釈を支持している。
• 候補対象の全波長放射度は10⁴から10⁶ L⊙の範囲にあり、これは単一のO/B星、あるいは初期進化段階にあり、中質量星の小さな集団である可能性を示唆している。
• 15 μmでの空間的広がりが約1 pcであり、強い電波コンパクトHII領域との関連が見られないことから、多くの候補がHII領域形成以前の原始星またはコンパクト分子核の段階にあると考えられる。