[論文レビュー] WIYN Open Cluster Study. XXVI. Improved kinematic membership and spectroscopy of IC 2391

I. Platais, C. Melo+6 more|ArXiv.org|Nov 17, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 81被引用数 32

ひとこと要約

本研究は、高精度の自己運動、径速度、および高分解能FEROS分光法を用いて、IC 2391の包括的な運動学的・分光的・光度的分析を実施し、0.5 M☉まで降下する66個の本物の集団メンバーを同定した。主系列フィッティングから得られた距離モジュラスは6.01 magであり、これはヒッパルコス平均視差よりも0.19 mag大きい。これは、プレアデス星団でも観測されているのと同様の、ヒッパルコス視差に系統的偏りがある可能性を示唆している。

ABSTRACT

[Abridged] Contex. Young open clusters provide important clues to the interface between the main sequence and pre-main-sequence phases of stellar evolution. The young and nearby open cluster IC 2391 is well-suited to studies of these two evolutionary phases. Aims. We establish a bona fide set of cluster members and then analyze this set in terms of binary frequency, projected rotational velocities, [Fe/H], and lithium abundance. In the wake of the Hipparcos distance controversy for the Pleiades, we compare the main-sequence fitting distance modulus to the Hipparcos mean parallax for IC 2391. Results. The proper-motion survey covers a 6 times larger sky area than the prior targeted searches for cluster members in IC 2391. A total of 66 stars are considered bona fide cluster members down to a mass equivalent to 0.5M_sun. A quarter of them have been newly identified with many in the F2-K5 spectral range, which is crucial for a main-sequence fit. We find a mean [Fe/H] value of +0.06+/-0.06, when a solar abundance of log epsilon (Fe)=7.45 is adopted. The main sequence fitting yields a distance modulus that is 0.19 mag larger than that derived from Hipparcos parallaxes; thus this offset nearly has the size of a similar offset found for the Pleiades. The Li abundance pattern is similar to the earlier findings and is typical for a 40 Myr old open cluster.

研究の動機と目的

• 複数エポックのアストロメトリー、径速度、光度測定を用いて、IC 2391における本物の集団メンバーを堅牢かつ均一に特定すること。
• 集団メンバーの金属量([Fe/H])、リチウム含有量、回転速度を測定し、星の進化モデルを制約すること。
• IC 2391における主系列フィッティングによる距離モジュラスとヒッパルコス平均視差の差異を解明すること。これは、既知のプレアデス星団における同様のずれと類似している。
• 距離と年齢の正確な決定に不可欠なF2–K5スペクトル型範囲におけるメンバー同定の完全性を向上させること。
• 分光連星および混入星を特定・特徴づけ、集団の動力学的および進化的パラメータを精緻化すること。

提案手法

• σμ = 1.7 mas yr⁻¹の高精度アストロメトリーを用いた広視野（9 deg²）自己運動調査により、V ~ 13–16までの6,991個の星についてメンバー確率を計算した。
• 76個の可能性のあるメンバーに対してCoravelおよびFEROS分光法を用いて径速度とv sin iを取得し、平均径速度は+14.8 ± 0.7 km s⁻¹であった。
• 47個の星に対して高分解能FEROS分光を取得し、[Fe/H]とリチウム含有量を測定した。太陽鉄含有量としてlog ε(Fe) = 7.45を採用した。
• 大多数の可能性のあるメンバーに対して新しいBV CCD光度測定を取得し、色-等級図を構築した。
• 運動学的・分光的・光度的基準を統合して、最終的に66個の本物の集団メンバーからなるサンプルを定義した。
• 最終メンバー標本を用いた主系列フィッティングにより距離モジュラスを導出し、ヒッパルコス平均視差と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IC 2391の星々の真のメンバー状態は何か？ そして、複数エポックのアストロメトリーと分光法を用いて、どのようにして堅牢に同定できるか？
• RQ2 IC 2391の金属量([Fe/H])は何か？ これは太陽含有量と比べてどうか？
• RQ3 IC 2391におけるリチウム含有量のパターンは何か？ これは集団の年齢が約40 Myrであることを確認するか？
• RQ4 主系列フィッティングによる距離モジュラスとヒッパルコス平均視差の間に差異があるか？ もしあるなら、その原因は何か？
• RQ5 集団メンバーの連星頻度と回転速度分布は、準主系列星の進化理解にどのように寄与するか？

主な発見

• 本物の集団メンバーとして合計66個の星が同定され、その25%が新たに同定された。特に距離校正に不可欠なF2–K5スペクトル型範囲の星が多く含まれていた。
• IC 2391の平均金属量は[Fe/H] = +0.06 ± 0.06であり、log ε(Fe) = 7.45を基準とすると太陽含有量と整合的である。
• 主系列フィッティングにより距離モジュラスはV₀ − M_V = 6.01 mag（距離 ≈ 159.2 pc）となり、これはヒッパルコス平均視差による距離モジュラス5.82 magよりも0.19 mag大きい。
• リチウム含有量のパターンは、約40 Myrの集団年齢と整合的であり、以前の報告を裏付け、集団の若さを支持する。
• 二重線分光連星（SB2）が7例検出され、そのうち1例は軌道解が得られた。これは分光的追跡観測の重要性を強調している。
• 主系列フィッティングとヒッパルコス視差の間の差異は、プレアデス星団で観測されたものと同程度の大きさであり、ヒッパルコス視差に、黄道に近い近傍集団に対して系統的誤差がある可能性を示唆している。