[논문 리뷰] Searching Heavily Obscured Post-AGB Stars and Planetary Nebulae I. IRAS Candidates with 2MASS PSC Counterparts

G. Ramos-Larios, M. A. Guerrero외 3명|arXiv (Cornell University)|2009. 03. 05.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 17인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 다중 파장 적외선 데이터를 사용하여 극도로 은폐된 후-AGB 항성과 행 星상운성운을 식별하고 특성화한다. 165개의 IRAS 후-AGB 및 PNe 후보자들을 2MASS, Spitzer GLIMPSE 및 MSX 데이터와 교차 식별함으로써, 저자들은 119개의 근적외선 대응체를 발견하고, 60개의 광학적으로 은폐된 후보자를 확인하였다. 색-색도표 분석을 통해 중간 및 원거리 적외선 색깔이 유사한 반면, 광학적 대응체가 있는지 여부에 따라 다른 근적외선 행동을 보이는 것이 드러났다.

ABSTRACT

The transition from the Asymptotic Giant Branch (AGB) to the planetary nebula (PN) phase is critical in the shaping of PNe. It is suggested that the most asymmetric PNe are the descendant of massive AGB stars. Since these AGB stars are believed to evolve into heavily obscured post-AGB stars and PNe, the compilation of a sample of bona fide obscured post-AGB stars and PNe is important to help understand the formation of asymmetric PNe. We have used 2MASS, Spitzer GLIMPSE, MSX, and IRAS data in search of the near-IR counterparts of a sample of 165 presumably obscured IRAS post-AGB and PN candidates, and DSS red images to identify the optical counterparts among the objects detected in the near-IR. The IR spectral energy distributions (SEDs) in the wavelength range from 1 to 100 microns of the sources with unambiguous near-IR counterparts have been analyzed using appropriate colour-colour diagrams. We have identified the near-IR counterparts of 119 sources out of the 165 IRAS post-AGB and PN candidates in our sample. The improved astrometric coordinates of these sources have allowed us to find optical counterparts for 59 of them, yielding a reduced sample of 60 optically obscured post-AGB star and PN candidates. Among the 119 sources with near-IR counterparts, only 80 have unambiguous identifications in the 2MASS Point Source Catalogue.

연구 동기 및 목표

• 극도로 은폐된 후-AGB 항성과 행 星상운성을 대규모로 식별하고 특성화함으로써, 비대칭 PNe 형성 이해에 기여하고자 한다.
• 높은 흡광도로 인해 광학적 대응체가 없는 IRAS 후-AGB 및 PNe 후보자들의 진정한 성격을 규명하고자 한다.
• 근적외선 데이터를 활용하여 이러한 소스의 광학적 은폐 정도를 평가하고 정확한 천체좌표를 유도하고자 한다.
• 1에서 100 μm 범위의 스펙트럼 에너지 분포(SED)를 색-색도표를 통해 분석하여 은폐된 소스와 은폐되지 않은 소스를 구분하고자 한다.
• 가장 희미하고 가장 은폐된 후보자들에 대한 향후 고해상도 근적외선 연구의 기초를 마련하고자 한다.

제안 방법

• 개선된 천체측량을 사용하여 165개의 IRAS 후-AGB 및 PNe 후보자들을 2MASS 점원자료와 교차 식별한다.
• Spitzer GLIMPSE, MSX 및 IRAS 데이터를 사용하여 중간 및 원거리 적외선 특성을 분석하고 1에서 100 μm 범위의 SED를 구성한다.
• 근적외선(J, H, K) 대역을 포함한 색-색도표를 적용하여 광학적 대응체가 있는지 여부에 따라 소스를 구분한다.
• DSS 빨간색 이미지를 사용하여 광학적 대응체를 탐색하고 은폐 수준을 확인한다.
• 명확한 2MASS 대응체를 가진 소스(n=80)를 선별하여 SED 및 색상 분석을 심층적으로 수행한다.
• 광학적 대응체가 있는지 여부에 따라 중간 및 원거리 적외선 색깔을 통계적으로 비교하여 물리적 차이를 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 IRAS 후-AGB 및 PNe 후보자들 중 몇 퍼센트가 2MASS 조사에서 검출 가능한 근적외선 대응체를 갖는가?
• RQ2 광학적 대응체가 있는지 여부에 따라 근적외선, 중간적외선, 원거리 적외선 색깔은 어떻게 다를까? 특히 J-대역 기반 색-색도표에서 어떻게 다를까?
• RQ3 후-AGB 항성과 PNe에서 높은 흡광도 수준이 강한 적외선 방출에도 불구하고, 광학적 탐지 가능성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 2MASS, Spitzer, MSX, IRAS 데이터로부터 유도된 SED는 은폐된 후-AGB 항성과 다른 적외선 소스를 신뢰성 있게 구분할 수 있는가?
• RQ5 IRAS 후보자 샘플 내에서 실제로 광학적으로 은폐된 후-AGB 항성과 PNe의 진정한 비율은 얼마이며, 이는 PNe 비대칭성 이해에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 165개의 IRAS 후-AGB 및 PNe 후보자들 중 119개가 2MASS 근적외선 대응체로 성공적으로 매칭되었으며, 이는 소스의 천체측량을 크게 향상시켰다.
• 이 119개 중 59개는 DSS 이미지에서 광학적 대응체를 발견하여, 최종적으로 광학적으로 은폐된 후-AGB 항성 및 PNe 후보자 수가 60개로 줄어들었다.
• 명확한 2MASS 식별이 이루어진 80개의 소스 중에서, 광학적 대응체가 있는지 여부에 따라 중간 및 원거리 적외선 색깔은 비슷하지만, J-대역 기반 색-색도표에서 뚜렷한 분리가 나타났다.
• J-대역 기반 색-색도도표는 광학적 대응체가 없는 소스가 J–H 및 J–K 색깔에서 체계적으로 더 빨간색임을 보여주며, 이는 더 높은 흡광도 또는 다른-dust 특성을 시사한다.
• 이 연구는 후-AGB 항성과 PNe에서 높은 흡광도가 광학적 탐지 불가능성의 핵심 요인임을 확인하였으며, 원거리 적외선에서 강한 방출을 하더라도 여전히 그렇다.
• 결과는 가장 질량이 큰 AGB 항성이 고도로 은폐된 후-AGB 물체로 진화하며, 이는 비대칭 행 星상운성운의 원천이 될 수 있음을 지지한다.