[论文解读] A deep look into the core of young clusters. II. lambda-Orionis

H. Bouy, N. Huélamo+15 more|arXiv (Cornell University)|Jul 2, 2009

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 28被引用 9

一句话总结

本研究利用视宁度受限和自适应光学成像技术，对年轻λ-Orionis星团核心区域进行了深度多波段巡天，以识别极低质量及亚恒星成员。研究共报告了9个新的候选成员，并解析了三个视觉双星系统，其中包括一颗F8V恒星在155 AU处的潜在棕矮星伴星，同时排除了在中心O8III型恒星周围1–2.5″范围内存在大质量伴星的可能性。

ABSTRACT

Over the past years, the lambda-Orionis cluster has been a prime location for the study of young very low mass stars, substellar and isolated planetary mass objects and the determination of the initial mass function and other properties of low mass cluster members. In the continuity of our previous studies of young associations cores, we search for ultracool members and new multiple systems within the central 5.3' (~0.6pc) of the cluster. We obtained deep seeing limited J, Ks-band images of the 5.3' central part of the cluster with NTT/SofI and H-band images with CAHA/Omega2000. These images were complemented by multi-conjugate adaptive optics (MCAO) H and Ks images of the 1.5' central region of the lambda-Orionis cluster obtained with the prototype MCAO facility MAD at the VLT. The direct vicinity of the massive lambda-Ori O8III-star was probed using NACO/SDI at the VLT. Finally, we also retrieved Spitzer IRAC images of the same area and used archival Subaru Suprime-Cam and CFHT CFHT12K i-band images. We report the detection of 9 new member candidates selected from optical and near-IR color-color and color-magnitude diagrams and 7 previously known members. The high spatial resolution images resolve 3 new visual multiple systems. Two of them are most likely not members of the association. The third one is made of a brown dwarf candidate companion to the F8V star HD36861C. The simultaneous differential images allow us to rule out the presence of visual companions more massive than M>0.07Msun in the range 1-2.5", and M>0.25Msun in the range 0.5-2.5"

研究动机与目标

• 识别λ-Orionis星团中心5.3′区域内极低质量及亚恒星成员，该区域是研究年轻年龄下初始质量函数的关键场所。
• 探测并表征星团致密核心中涉及棕矮星或低质量恒星的视觉双星系统。
• 通过高对比度成像技术，约束围绕大质量λ-Orionis O8III双星系统的未resolved伴星存在性。
• 利用地面和空间望远镜的多历元、多波段数据，改进年轻星团环境中低质量及亚恒星天体的统计普查。

提出的方法

• 利用NTT/SofI获取J波段和Ks波段深度成像，以及CAHA/Omega2000获取H波段成像，以视宁度受限分辨率探测星团核心区域。
• 利用VLT上的MAD仪器进行多共轭自适应光学（MCAO）观测，在H波段和Ks波段实现1.5′中心区域的衍射极限成像。
• 利用VLT的NACO/SDI进行直接成像，以高对比度探测明亮λ-Orionis O8III恒星附近的邻近区域。
• 结合Spitzer IRAC、Subaru Suprime-Cam以及CFHT CFHT12K的i波段成像数据，增强光学与近红外波段的测光覆盖。
• 应用颜色-颜色图与颜色-星等图分析，基于候选体相对于星团序列的测光特性识别成员星。
• 对解析出的系统进行天体测量与测光分析，以评估其物理关联性与成员身份。

实验结果

研究问题

• RQ1 λ-Orionis星团中心5.3′区域内极低质量与亚恒星天体的种群构成如何？它们对初始质量函数有何贡献？
• RQ2 星团核心是否存在涉及棕矮星或低质量恒星的未resolved视觉双星系统？其轨道特性如何？
• RQ3 在1–2.5″分离范围内，λ-Orionis O8III恒星周围亚恒星伴星的存在性上限是多少？
• RQ4 新解析出的系统的测光与天体测量特性与星团序列相比如何？其对成员身份与物理关联性的含义是什么？

主要发现

• 基于颜色-颜色图与颜色-星等图分析，共识别出9个新的极低质量与亚恒星候选成员，其Ks星等在13.27至17.25等之间。
• 解析出三个视觉双星系统：LOri-MAD-20与-19（分离0.515″）、LOri-MAD-23与-22（0.944″）、LOri-MAD-30与-29（0.384″），其中后者可能为F8V恒星伴有一颗棕矮星。
• 若LOri-MAD-30与-29系统为物理关联，则其由一颗F8V恒星与一颗0.040 M☉的棕矮星组成，投影分离距离约为155 AU。
• 利用NACO/SDI的高对比度成像表明，在λ-Orionis O8III恒星周围1–2.5″范围内，不存在质量大于0.07 M☉的视觉伴星，且在0.5–2.5″范围内，不存在质量大于0.25 M☉的伴星。
• 外层两对系统（LOri-MAD-20与-19、LOri-MAD-23与-22）由于其颜色与亮度与星团序列不一致，极不可能为物理成员。
• 在年轻星团环境中发现一颗距离太阳型恒星155 AU处的潜在棕矮星伴星，是一项稀有且重要的发现，因这类系统在场星场及其他年轻星协中极为罕见。