[논문 리뷰] The Origin and Evolution of Multiple Star Systems

Stella S. R. Offner, Maxwell Moe외 4명|arXiv (Cornell University)|2022. 03. 18.

Astrophysics and Star Formation Studies인용 수 102

한 줄 요약

이 리뷰는 원시별(protostars)에서 주계열 항성까지의 관측 및 이론 연구를 종합하여 다중성이 질량, 환경, 진화에 따라 어떻게 달라지는지 상세히 설명하고, 원반 및 행성 형성에 대한 시사점을 논의한다.

ABSTRACT

Observational advances over the last decade have enabled high-resolution, interferometric studies of forming multiple systems, statistical surveys of multiplicity in star-forming regions, and new insights into disk evolution and planetary architectures in these systems. In this review, we compile the results of observational and theoretical studies of stellar multiplicity. We summarize the population statistics spanning system evolution from the protostellar phase through the main-sequence phase and evaluate the influence of the local environment. In short, most stars are born in multiple stellar systems, most main sequence stars are members of multiple systems, but most star systems are single. We describe current models for the origin of stellar multiplicity and review the landscape of numerical simulations and assess their consistency with observations. We review the properties of disks and discuss the impact of multiplicity on planet formation and system architectures. Finally, we summarize open questions and discuss the technical requirements for future observational and theoretical progress.

연구 동기 및 목표

• 프로토스타에서 주계열 항성에 이르는 진화 단계에 따른 항성 다중성 인구 통계의 요약.
• 항성 다중성의 기원에 대한 이론적 모델을 검토하고 관측과의 일관성을 평가한다.
• 다중성이 원반, 행성 형성 및 시스템 구조에 미치는 영향을 논의한다.
• 향후 관측 및 이론적 진전에 대한 필요성과 열린 연구 질문을 제시한다.

제안 방법

• 다양한 별 질량대와 환경을 다루는 여러 설문조사에서 다중성 통계를 수집하고 비교한다.
• 다중성 지표(예: 다중성 비율, 삼중/고차 비율, 분리별 동반자 빈도)를 정의하고 구간별로 계산한다.
• 거주지-및 밝기 한정 표본의 편향 보정을 통해 로버스트한 집단 간 비교를 가능하게 한다.
• 관측 결과를 형성 이론 모델과 종합하여 관측 경향과의 일치 여부를 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 브라운드 dwarfs에서 OB 항성에 이르는 주질량에 따라 다중성 비율 및 고차 다중성이 어떻게 달라지는가?
• RQ2 :

주요 결과

• 다중성 비율은 브라운 드워프에서 OB 항성으로 갈수록 증가한다.
• 삼중/고차 다중성 비율은 주질량이 증가함에 따라 현저히 증가하며, late-M 드워프의 몇 퍼센트에서 O 항성의 약 70%에 이른다.
• 밀집한 쌍생은 질량 비율 및 분리 분포에서 가까운 쌍과 넓은 쌍이 서로 다른 경향을 보이며, 이는 다중 형성 채널이 여전히 존재함을 시사한다.
• 브라운 드워프 및 late-M 이진은 질량의식 균등에 가까운 경향을 선호하는 반면, 태양형 및 고질량 이진은 더 다양한 질량 비율 분포를 보인다.
• 오 항성의 상당한 비율이 삼중 또는 고차 시스템에 속하며, 특히 클러스터에서 그 경향이 강하다. 필드나 러너웨이(population)에서는 다소 차이가 있다.