[論文レビュー] The Galactic O-Star Spectroscopic Catalog (GOSC) and Survey (GOSSS): first whole-sky results and further updates

J. Maíz Apellániz, A. Sota+7 more|arXiv (Cornell University)|Jun 27, 2013

Electrical and Electromagnetic Research参考文献 2被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、銀河のO星分光調査（GOSSS）の初の全天結果を提示し、1,593個のO型星に対して高分解能（R ~ 2500）の青・紫領域分光を提供した。これには449個の新規分類または再分類対象が含まれる。研究では、過去のカタログにおける誤検出の割合が顕著に高いことが判明し、質量星の空間的分布が洗練され、信号対雑音比の高いデータを用いたペア法により、4591 Åの拡散性宇宙分子帯（DIB）が初めて検出された。この結果は、消光則およびのちに推定される銀河のO星集団（全数14,000～50,000予想）に影響を与える。

ABSTRACT

The Galactic O-Star Spectroscopic Survey (GOSSS) is obtaining high quality R~2500 blue-violet spectroscopy of all Galactic stars ever classified as of O type with B < 12 and a significant fraction of those with B = 12-14. As of June 2013, we have obtained, processed, and classified 2653 spectra of 1593 stars, including all of the sample with B < 8 and most of the sample with B = 8-10, making GOSSS already the largest collection of high quality O-star optical spectra ever assembled by a factor of 3. We discuss the fraction of false positives (stars classified as O in previous works that do not belong to that class) and the implications of the observed magnitude distribution for the spatial distribution of massive stars and dust within a few kpc of the Sun. We also present new spectrograms for some of the interesting objects in the sample and show applications of GOSSS data to the study of the intervening ISM. Finally, we present the new version of the Galactic O-Star Catalog (GOSC), which incorporates the data in GOSSS-DR1, and we discuss our plans for MGB, an interactive spectral classification tool for OB stars.

研究の動機と目的

• 銀河のO型星に対する、現在最も大規模な高分解能可視光分光データの収集と分類を行う。
• 高品質な分光法を用いて、誤ってO型星と誤認定された星（誤検出）を特定・定量する。
• 太陽近傍におけるO星の空間的分布を特定し、消光およびローカルバブルの影響を評価する。
• 高信号対雑音比データを用いたペア法により、拡散性宇宙分子帯（DIB）を検出・特徴づける。
• GOSSS-DR1データを統合し、MGBを用いたスペクトル分類支援ツールを備えた新バージョンの銀河O星カタログ（GOSC v3.0）を公開する。

提案手法

• 両半球の専用望遠鏡を用いて、B < 12のすべてのO型星、およびB = 12–14の大部分に対して高分解能（R ~ 2500）の青・紫領域分光を取得した。
• 標準化されたスペクトル分類基準を用いて、1,593個の星の2,653本の分光を処理・分類した。これにはB_ap ≤ 8.0のすべての星およびB_ap = 8–10の大部分が含まれる。
• すべての星について、Tycho-2、Johnson、2MASSデータを用いた光度の再評価（B_ap、J_ap）およびWDS所属の再確認を行い、多重星系の場合は全光度分割を適用した。
• O星同士でスペクトル型は類似しているが消光度が異なる2つのスペクトルを組み合わせるペア法を用い、広帯域特徴の信号対雑音比を向上させることでDIBを検出した。
• OB星用のインタラクティブスペクトル分類ツールMGBを開発・公開し、SB2のフィッティングと回転幅の推定を支援した。
• 一定の星形成率、Kroupa IMF、標準消光則（R_V = 3.1）を仮定したトロイモデルを用いて、O星の表面密度と全銀河的O星集団の推定値を算出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 太陽から数kpc圏内に存在するO型星の数はどの程度で、その観測等級分布に消光およびローカルバブルが及ぼす影響は何か？
• RQ2 過去に分類されたO型星のうち、誤検出の真の割合はどの程度で、その誤分類が集団推定値に与える影響は何か？
• RQ3 高分解能GOSSSデータを用いたペア法により、4591 ÅのDIBを高信頼性で検出できるか？
• RQ4 観測されたJ_apおよびB_ap等級分布は、のちに推定されるO星の空間的分布および全数にどのような影響を与えるか？
• RQ5 新規MGBツールは、特に二重星系の解明および回転幅の測定において、どの程度の効果を示すか？

主な発見

• GOSSS-DR1には、1,593個のO型星の2,653本の分光が含まれており、これまでにない大規模な高分解能O星分光データセットであり、前回調査比で3倍の増加を示している。
• 調査では、449個の星が新規または再分類されたスペクトル型を有し、そのうち109個は以前にB型と誤認定されていたO型星であった。例として、I Cep AaAbB（O9.5 IV）やHD 93632（O5 III(f)var）が含まれる。
• 誤検出は、過去に分類されたO型星の4–5％に見られ、一部のB型星（例：BD +60 513、HDE 325516）がスペクトルの混同によりO型と誤認定されていた。
• ペア法を用いた高信頼性な4591 Å DIBの検出に成功し、コロネンおよびオヴァレーンカチオンと一致する波長を示した。また、隣接する4860 Å領域では、2成分から成る広帯域DIBが検出された。
• 観測されたJ_ap等級分布は、高いO星表面密度（30–40星/kpc²）および単位距離あたりの消光（0.6–0.8 mag/kpc）を支持しており、半径勾配および二重星系を考慮した場合、全銀河的O星集団は14,000～50,000と推定される。
• MGBはSB2系のモデル化に成功し、例としてHD 93161 AをHD 152590の60％と10 Lacの40％の混合としてフィッティングした。調整可能なパrameterは8つあり、スペクトル型、光度クラス、ドップラー速度、光度比、回転幅の推定値が含まれる。