[論文レビュー] The assessment of the near infrared identification of Carbon stars. I. The Local Group galaxies WLM, IC 10 and NGC 6822

P. Battinelli, S. Demers+1 more|ArXiv.org|Aug 9, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 42被引用数 15

ひとこと要約

本研究は、Local Group銀河WLM、IC 10、NGC 6822における炭素（C）およびM型の漸近巨星分支（AGB）星を同定するための近赤外（NIR）光度基準を評価する。分光的に確認されたC星を基準として用いると、広く用いられている$(J-K)_{0} > 1.4$のNIR色カットは、多くの暖かいC星を除外し、M星サンプルをC星で汚染するため、C/M比を過小評価してしまうことが示された。これにより、星族の推定に偏りが生じる。

ABSTRACT

{The selection of AGB C and M stars from NIR colours has been done in recent years using adjustable criteria that are in needs of standardization if one wants to compare, in a coherent manner, properties of various populations.} We intend to assess the NIR colour technique to identify C and M stars. We compare the NIR colours of several C stars previously identified from spectroscopy or narrow band techniques in WLM, IC 10 and NGC 6822. We demonstrate that very few M stars have $(J-K)_0 > 1.4$ but a non negligible number of C stars are bluer than this limit. Thus, counts of M and C stars based on such limit do not produce pure samples. C/M ratios determined from NIR colours must be regarded as underestimates mainly because the M numbers include many warm C stars and also K stars if no blue limit is considered.

研究の動機と目的

• 近赤外（NIR）色基準、特に$(J-K)_{0} > 1.4$が、Local Group銀河における炭素（C）およびM型AGB星を同定する信頼性を評価すること。
• 一般的に用いられるNIR色閾値が、暖かいC星がM星として誤分類されたり、M星サンプルにC星が混入することでC/M比に偏りを生じるかどうかを評価すること。
• NIRベースのC星およびM星サンプルを、狭帯域$(CN-TiO)$光度測定による分光的に確認されたサンプルと比較し、乖離を定量化すること。
• $(J-K)_{0} > 1.4$基準が、特に低金属量環境において純粋なC星およびM星サンプルを生成するかどうかを同定すること。
• NIR光度測定を用いる際のM星サンプルの純度を向上させるために、追加の色カット（例：青色限界）の必要性を評価すること。

提案手法

• WLMおよびIC 10のJHK光度測定をイタリアTelescopio Nazionale Galileoを用いて取得し、NGC 6822のデータは文献から入手した。
• $(R-I)_{0} > 0.90$の条件下で、C豊富星とO豊富星を区別するのに極めて信頼性が高いと知られている$(CN-TiO)$インデックスを基準基準として、C星およびM星をクロス識別した。
• 分光的に確認されたC星のNIR色$(J-K)_{0}$および$(H-K)_{0}$を、標準の$(J-K)_{0} > 1.4$閾値と比較した。
• C星が$(J-K)_{0} > 1.4$境界線を下回る割合を分析し、NIRベースのサンプルから除外される可能性がある量を特定した。
• C星とM星の分離を改善するための二次的色カットとして、$(H-K)_{0}$色分布を評価した。
• 各銀河のC星について、Loidlら（2001）の校正を用いて$(R-J)$色から平均有効温度を計算した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 WLM、IC 10、NGC 6822における分光的に確認されたC星のうち、$(J-K)_{0} \leq 1.4$を満たすものは何体で、標準のNIR色カットによって除外されるか？
• RQ2 特に低金属量銀河において、$(J-K)_{0} > 1.4$基準を用いたM星サンプルがC星でどの程度汚染されているか？
• RQ3 $(J-K)_{0} > 1.4$閾値は、純粋なC星集団を分離するのに十分か、それとも追加の色カット（例：青色限界）が必要か？
• RQ4 異なる金属量を有する銀河間で、$(J-K)_{0} > 1.4$で同定されたC星の平均NIR特性はどのように異なるか？
• RQ5 $(H-K)_{0}$色は、NIR光度測定におけるC星とM星の分離を向上させる補助的基準として利用可能か？

主な発見

• WLM、IC 10、NGC 6822における分光的に確認されたC星の間には、$(J-K)_{0} \leq 1.4$を満たす非常に有意な数の星が存在し、標準のNIR色カットによって除外される。
• $(J-K)_{0} > 1.4$で選別されたM星サンプルは、特に$(J-K)_{0} < 1.6$の暖かいC星が含まれるため、顕著にC星で汚染されており、M星の数が過大評価されている。
• $(J-K)_{0} > 1.4$基準は、この閾値よりも内側に本来あるべき多くのC星を除外するため、純粋なC星集団を生成できない。
• $(H-K)_{0} \approx 0.4$の閾値は、$(J-K)_{0} > 1.4$ほど明確ではないが、依然としてC星とM星を分離するための有用な二次的色カットを提供する。
• NIR光度測定から導かれるC/M比は、暖かいC星が除外され、C星がM星サンプルに混入するため、系統的に過小評価されている。
• $(J-K)_{0} > 1.4$で同定されたC星の平均有効温度は3200 Kから3400 Kの範囲にあり、冷却され、より進化したC星で構成されているが、暖かいC星は見逃されている。