[論文レビュー] Southern Infrared Proper Motion Survey I: Discovery of New High Proper Motion Stars From First Full Hemisphere Scan

N. R. Deacon, N. C. Hambly+1 more|ArXiv.org|Dec 6, 2004

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 20被引用数 51

ひとこと要約

本研究では、2MASSおよびSuperCOSMOS Iバンドデータを用いた、最初の広視野赤外線固有運動調査を提案する。この調査により、近接した低質量星および褐色矮星を特定し、72個の高固有運動天体を発見した。そのうちSIPS1259-4336は、276±41 mas（3.62±0.54 pc）の三角測量パラレックスを示しており、赤外線調査の有効性が、光学調査では見逃されがちな微弱で冷却された矮星を明らかにすることを示している。

ABSTRACT

We present the first results from the Southern Infrared Proper Motion Survey. Using 2 Micron All Sky Survey data along with that of the SuperCOSMOS sky survey we have been able to produce the first widefield infrared proper motion survey. Having targeted the survey to identify nearby M, L and T dwarfs we have discovered 72 such new objects with proper motions greater than 0.5''/yr with 10 of these having proper motions in excess of 1''/yr. The most interesting of these objects is SIPS1259-4336 a late M dwarf. We have calculated a trigonometric parallax for this object of $π= 276 \pm 41$ milliarcseconds yielding a distance of $3.62\pm0.54$pc. We have also discovered a common proper motion triple system and an object with a common proper motion with LHS 128. The survey completeness is limited by the small epoch differences between many 2MASS and UKI observations. Hence we only recover 22% of Luyten objects with favourable photometry. However the Luyten study is itself unquantifiably incomplete. We discuss the prospect of enhancing the survey volume by reducing the lower proper motion limit.

研究の動機と目的

• 赤外線固有運動調査を用いて、光学調査よりも赤く、冷却された天体を効果的に検出できるM、L、T矮星を特定すること。
• Luytenの半秒弧カタログのような、南天で不完全で、赤く微弱な天体を漏れさせる光学ベースの固有運動調査の限界を克服すること。
• 2MASSの近赤外線光度測定（J、H、Ks）とSuperCOSMOSの光学Iバンドデータを活用して、低質量星および褐色矮星の検出を向上させること。
• 特に銀河平面付近で、アストロメトリック基準期間、光度測定カット、混雑の影響を受ける偏りを評価し、調査の完全性を定量化すること。
• 今後の調査の基盤を築くこと。特に、固有運動のしきい値を低くすることで、超冷却矮星の体積および空間密度推定値を向上させること。

提案手法

• 2MASS点源カタログ（J、H、Ksバンド）データとSuperCOSMOS Iバンドプレートデータを統合し、二度の観測によるアストロメトリックおよび光度測定データセットを作成する。
• 2MASS天体のうち、J = 16等以上で、縦横比 < 1.4のもの（縦長または混合された源を除外）を対象とし、|b| < 15°の領域を除外して銀河平面の混雑を避ける。
• J-H 対 H-Ks 図における色-色カットを適用し、M、L、T矮星である可能性の高い候補者を事前に選別。領域は既知のスペクトル型に基づいて定義。
• 1秒弧の運動しきい値を用いて高固有運動天体を特定。2MASSとIバンドプレートの位置を比較し、運動を検出。
• 検出完全性を推定するためのシミュレーションを実施。天体の検出確率を、天の明るさ密度と明るい星に近い位置の影響に基づいてモデル化。
• 2MASSの検出確率とSuperCOSMOSの分解能およびアストロメトリック品質指標を組み合わせることで、各フィールドごとの表面的完全性を計算。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 広視野赤外線固有運動調査は、光学調査よりもM、L、T矮星を効果的に検出できるか？
• RQ2 本調査は、Luytenの半秒弧カタログに掲載された既知の高固有運動星をどの程度回復できるか？
• RQ3 アストロメトリック基準期間、光度測定カット、画像の混合が、高固有運動天体の回復にどのような影響を与えるか？
• RQ4 本調査の検出バイアスを考慮した場合、近接した超冷却矮星の真の空間密度および光度関数はどのようになるか？
• RQ5 新しく発見された高固有運動天体に対して、三角測量パラレックスを測定できるか。これにより距離を特定し、近接性を確認できるか？

主な発見

• 本調査では、μ > 0.5″/yrの新規高固有運動天体72個を発見。そのうち10個がμ > 1″/yrに達しており、近接した冷却矮星のサンプルを顕著に拡大した。
• SIPS1259-4336は、276 ± 41 masの三角測量パラレックスを示す後期M型矮星であり、距離は3.62 ± 0.54 pcに相当し、既知のM型矮星の中で最も近いものの一つである。
• 共通固有運動を示す三重連星系と、LHS 128の伴星が発見され、近接星に複数の連星系が存在することを示唆している。
• Luytenの対象のうち、好都合な光度測定を持つものでは22％しか回復できなかった。これは、2MASSとUKST観測の間のエポック差が短く、固有運動基準期間が不十分だったため。
• 調査の完全性はアストロメトリックおよび光度測定カットの制限により制限されており、混雑や明るい星の汚染の影響を受けて、フィールドごとに完全性が変動している。
• 本研究は、赤外線ベースの固有運動調査が、光学調査では見逃されがちな赤く微弱で冷却された天体を検出するために不可欠であることを示している。特に南天において顕著である。