[論文レビュー] The GSC-II-based survey of ancient cool white dwarfs I. The sample of spectroscopically confirmed WDs

D. Carollo, B. Bucciarelli+7 more|ArXiv.org|Oct 21, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 10

ひとこと要約

本研究では、北天の1150平方度にわたる領域を対象として、GSC-IIに基づく調査から、41個の分光的に確認された冷却白色矮星（WD）の新しい独立サンプルを提示する。位置運動および光度的選別を経て、分光的検証を実施した結果、24個の新しいWDが同定され、光度関数解析を用いて、はく球のWD空間密度および厚いディスクとはく球の年齢に関する制約が向上した。

ABSTRACT

The GSC-II white dwarf survey was designed to identify faint and high proper motion objects, which we used to define a new and independent sample of cool white dwarfs. With this survey we aim to derive new constraints on the halo white dwarf space density. Also, these data can provide information on the age of thick disk and halo through the analysis of the luminosity function. On the basis of astrometric and photometric parameters, we selected candidates with mu > 0.28 as/yr and R_F > 16 in an area of 1150 square degrees. Then, we separated white dwarfs from late type dwarfs and subdwarfs by means of the reduced proper motion diagram. Finally, spectroscopic follow-up observations were carried out to confirm the white dwarf nature of the selected candidates. We found 41 white dwarfs of which 24 are new discoveries. Here we present the full sample and for each object provide positions, absolute proper motions, photometry, and spectroscopy.

研究の動機と目的

• 銀河のはく球および厚いディスクに存在する古代的かつ冷却した白色矮星（WD）の新しい独立サンプルを同定すること。
• バリオン的ダークマター論争の鍵をなすはく球白色矮星の空間密度をよりよく制約すること。
• 冷却WDの希少な統計的サンプルを強化し、光度関数解析を用いて厚いディスクおよびはく球の年齢を決定すること。
• 位置運動から導かれる運動的性質を用いて、はく球と厚いディスクのWDを区別すること。

提案手法

• パラモールおよびアンゴロ＝オーストラリア・スミスト・プレートに基づく、ガイド星カタログ2（GSC-II）の複数エポックの光度および位置運動データを用いた。
• 32の高銀緯度領域（約1150 deg²）において、位置運動μ ≥ 0.28 arcsec yr⁻¹ および R_F ≥ 16 mag の候補を選別した。
• 縮小位置運動（RPM）図を用いて、白色矮星と遅い型矮星および亜矮星を分離した。
• TNG、ウィリアム・ヘーシュェル・テレスコープ、アイザック・ニュートン・テレスコープを用いた分光的追跡観測により、WDの性質を確認した。
• スペクトル特徴（例：DA、DC、DZ、DQ）を用いてWDを分類し、SDSS、2MASS、リュイテンカタログと照合した。
• 運動的性質および光度データを用いて、以降の解析で厚いディスクとはく球のWDを区別した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 古代的冷却白色矮星のはく球における空間密度は何か。また、どのように独立して制約できるか。
• RQ2 冷却WDの光度関数は、どのようにして厚いディスクおよびはく球成分の年齢を推定するために用いることができるか。
• RQ3 GSC-IIにおける高位置運動・微光物体のうち、実際に白色矮星である割合はどれくらいか。また、何個が新発見のものか。
• RQ4 位置運動からの運動的性質は、厚いディスクとはく球のWD集団を信頼性高く分離できるか。

主な発見

• 調査では、合計で41個の分光的に確認された白色矮星が同定され、そのうち24個が新発見であった。
• サンプルには17個のDC（特徴なし）WD、19個のDA（水素豊富）WD、および炭素特徴または磁場を示す2個の異常な物体が含まれていた。
• 2つの連星系では合成スペクトルが観測され、赤い伴星の存在が示唆された。3つは解明できない二重白色矮星であり、そのうち1つは磁場を有するDA + 重いDC二重星であった。
• 2組の共通位置運動ペアの白色矮星が同定された：LHS 5023 + LHS 5024 および LP 642-52 + LP 642-53。
• GSC2U J131147.2+292348 は、5120 Kという温度で、DQ WDの理論的下限に近い、最も冷却された炭素豊富な白色矮星である。
• サンプル内の白色矮星のうち、5個のみが事前にSDSS冷却WDサンプルに掲載されており、12個がヴィルノーヴァカタログで同定された。これにより、サンプルの新規性および独立性が確認された。