[論文レビュー] The Dispersed Young Population in Orion

César Briceño|ArXiv.org|Oct 13, 2008

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、オリオンOB1 associationにおける広範囲にわたる低質量の準主系列前星（PMS）の集団をレビューし、特に分子雲外の散在した若い星が、密集したクラスタ内の星と同程度に多数存在することを強調している。複数波長の調査を用いて、これらの星、特にOB1bにおいては、降着の兆候や近赤外域の過剰が顕著であり、円盤の進化が進行中であることが示された。また、低質量星に比べて質量の高い星（2–10 M⊙）では、円盤の散逸に要する時間スケールが著しく短いことが分かった。

ABSTRACT

The Orion OB1 Association, at a distance of roughly 400 pc and spanning over ~200 deg^2 on the sky, is one of the largest and nearest OB associations. With a wide range of ages and environmental conditions, Orion is an ideal laboratory for investigating fundamental questions related to the birth of stars and planetary systems. This rich region exhibits all stages of the star formation process, from very young, embedded clusters, to older, fully exposed young stars; it also harbors dense clusters and widely spread populations in vast, low stellar density areas. This review focuses on the later, namely, the low-mass (M ~< 2 Mo), pre-main sequence population spread over wide spatial scales in Orion OB1, mostly in the off-cloud areas. As ongoing studies yield more complete censa it becomes clearer that this "distributed" or non-clustered population, is as numerous as that located in the molecular clouds; modern studies of star formation in Orion would be incomplete if they did not include this widely spread population.

研究の動機と目的

• オリオンOB1の広範囲にわたる低密度領域に散在する低質量準主系列星（PMS）を同定すること。特に分子雲外の領域を対象とする。
• オリオンにおける散在PMS集団とクラスタ内PMS集団の相対的な豊度を特定すること。
• 広範囲に散在するPMS星における原始星周囲円盤および降着活動の性質を調査すること。
• オリオンにおける低質量星（≤2 M⊙）と質量の高いPMS星（2–10 M⊙）の間で、円盤進化の時間スケールに差が生じるかを比較すること。
• 雲外領域における環境的要因が、円盤の散逸と星形成の誘発に果たす役割を評価すること。

提案手法

• CIDA変動調査オリオン（CVSO）の複数エポックの光学および近赤外光度を用いて、準主系列星を同定・監視した。
• 2MASSおよびスパイトル24 μmデータを統合し、原始星周囲円盤を示す近赤外域および中赤外域の過剰を検出した。
• 光学スペクトル（Hα線強度）を分析して、降着が継続中の古典的Tタウリ星（CTTS）か、弱線Tタウリ星（WTTS）かを分類した。
• 運動・自己運動・光度的性質に基づくメンバー基準を適用し、PMS星と場所の雑音星を区別した。
• 年齢推定値（3–10 Myr）を用いて、異なる質量範囲およびサブ領域（OB1a 対 OB1b）における円盤頻度と進化を比較した。
• ヒッパルコスのアーカイブデータ、COマップ、赤外線減光マップを統合し、散在集団の空間的分布と環境的条件を文脈づけた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリオンOB1における散在的で低質量の準主系列星集団は、クラスタ内集団に比べてどれほど多数存在するか？
• RQ2 広範囲に散在するPMS星において、降着（Hα発光）および原始星周囲円盤の兆候（近赤外過剰）の発生頻度はどの程度か？
• RQ3 オリオンにおける低質量星（≤2 M⊙）と質量の高いPMS星（2–10 M⊙）の間で、円盤進化の時間スケールに差が生じるか？
• RQ4 雲外領域における環境的要因が、原始惑星円盤の生存と進化にどのように影響するか？
• RQ5 一部の星で観測された24 μmの中赤外過剰は、古典的円盤からデブリ円盤への移行によって説明可能か？

主な発見

• オリオンOB1における散在的で非クラスタ型の低質量準主系列星集団は、クラスタ内集団と同等に多数存在しており、星形成が高密度クラスタの外縁でも広く進行していることを示している。
• OB1bサブグループでは、新たに確認されたPMSメンバーの39+25−22%がCTTSに類似したHα発光を示し、降着が継続中であることが判明した。一方、38+26−21%はH−K近赤外色過剰を示しており、円盤の存在を示唆している。
• OB1aサブグループでは円盤過剰が検出されず、年齢がやや高く、円盤がより進化していることと整合的である。
• ヘービッガ・Ae/Be星（2–10 M⊙）における内側円盤の頻度は、約3 Myrの低質量Tタウリ星の約10分の1であり、質量の高い星では円盤の散逸が著しく速いことが示された。
• OB1aおよびOB1bにおけるスパイトル24 μm過剰は、外側円盤（≥30 AU）における衝突連鎖に起因するものと整合的であり、ピークのダスト生成は約10 Myrに発生する。これはデブリ円盤形成のモデルを支持する。
• OB1bで新たにヘービッガ・Ae/Be星（HD 290543）と質量の大きなデブリ円盤候補（HD 36444）が同定され、古典的円盤からデブリ円盤への進化段階の遷移を示唆する可能性がある。