[論文レビュー] The Quintuplet Cluster I. A K-band spectral catalog of stellar sources

A. Liermann, W.‐R. Hamann+1 more|ArXiv.org|Sep 30, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 39被引用数 41

ひとこと要約

本稿では、ESO VLTのSINFONI-SPIFFI機器を用いた積分場分光法により、ミリシーケンス星団のKバンド分光カタログを160個の恒星源に対して提示している。分光的フラックス補正、スペクトル型、径運動速度、および合成Ks等級を提供し、2つの新しい後期型WC型Wolf-Rayet星を特定し、径運動速度解析による星団所属を確認した。これは、この質量の大きな若い星団の分光的インventリを顕著に進展させた。

ABSTRACT

Three very massive clusters are known to reside in the Galactic Center region, the Arches cluster, the Quintuplet cluster and the Central parsec cluster. We obtained spectroscopic observations of the Quintuplet cluster with the Integral Field Spectrograph SINFONI-SPIFFI at the ESO-VLT. The spectral range comprises the near-IR K-band from 1.94 to 2.45 micrometer. The 3D data cubes of the individual fields were flux-calibrated and combined to one contiguous cube, from which the spectra of all detectable point sources were extracted. We present a catalog of 160 stellar sources in the inner part of the Quintuplet cluster.

研究の動機と目的

• 銀河中心付近の質量の大きな若い星団であるミリシーケンス星団の内部領域における恒星集団の包括的な分光的インベントリを構築すること。
• 高分解能積分場分光法を用いて、Kバンド（1.95–2.45 μm）における早期および後期型恒星の詳細な分光解析を可能とすること。
• 検出されたすべての源について径運動速度を測定し、特に前方の混入源を特定するための星団所属の評価を行うこと。
• 星団内に存在する、まれなまたは以前に未発見の恒星タイプ（例：Wolf-Rayet星）を同定・分類すること。
• 今後の質量の大きな星団の進化に関する研究の基盤となる、完全で公開可能な分光アトラスを提供すること。

提案手法

• ESO VLTのSINFONI-SPIFFIを用いて、ミリシーケンス星団の中心領域の22枚の重複する8″×8″の積分場分光観測を取得した。
• 類似した空気密度で観測された標準星を用いて分光的フラックス補正を行い、機器的および大気的影響を補正した。
• 個々の3次元データキューブを統合し、観測領域全体をカバーする連続的なスペクトルキューブを作成した。
• 統合されたキューブ内に検出可能な点源から、源検出および抽出アルゴリズムを用いて分光的フラックス補正スペクトルを抽出した。
• Kバンドにおけるスペクトル特徴（WR星の発光線、早期/後期型星の吸収線）に基づいてスペクトル型を分類した。
• スペクトル線のドップラーシフトから径運動速度を測定し、既知の星団メンバーの速度分散（σ ≈ 17 km/s）を用いて所属基準を定義した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ミリシーケンス星団のKバンドにおける完全な分光的インベントリは何か？ これにはスペクトル型と径運動速度が含まれる。
• RQ2 星団のシステム的径運動速度と整合性を示す星は、どの星か？
• RQ3 ミリシーケンス星団内に、以前に未発見または未分類の質量の大きな恒星（例：Wolf-Rayet星）は存在するか？
• RQ4 後期型星の径運動速度とスペクトル型は、早期型星と比較してどのように異なるのか？ これにより、星団所属と混入の可能性に何が示唆されるか？
• RQ5 スペクトル型の分布、特にWRの亜型は、アーチェス星団や中央星団と比較してどう異なるか？

主な発見

• カタログには160個の恒星源が含まれており、98個の早期型星（O、B、WR）と62個の後期型星（KおよびM）が含まれ、約13等級まで完全にカバーされている。
• 2つの新しい後期型WC型Wolf-Rayet星（WC9またはそれ以降）が同定された：LHO 76およびLHO 79。これにより、星団内のWC星の合計数は10に増加した。
• 既知のミリシーケンス星団メンバー（QPM星）15個の径運動速度分散はσ ≈ 17 km/sであり、これはバージャル星団と整合的である。これにより、±3σ（±51 km/s）を所属基準として用いることが妥当であると支持された。
• 160個の源のスペクトル（98個の早期型および62個の後期型星）が、分光的フラックス補正済みのオンライン資料として提供されており、1.95–2.45 μm範囲で分解能R ≈ 4000である。
• スペクトル型の分布は、60個のO型、25個のB型、13個のWR（4個のWN、9個のWC）、43個のK型、および19個のM型星を示しており、質量の大きな星が集中していることが示唆された。
• 径運動速度解析により、低速度を示すいくつかの後期型星（K/M矮星）が前方の混入源である可能性が示され、カタログでは「f」でマークされた。