[论文解读] Binary fraction in low-mass star forming regions: a reexamination of the possible excesses and implications

Gaspard Duchêne|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 1998

Astrophysics and Star Formation Studies被引用 10

一句话总结

本研究采用一致的方法论对多个巡天项目中的低质量双星分数进行了重新分析，揭示了在4–2000 AU分离范围内，猎户座星云区的双星频率比主序星高出1.7倍。研究在猎户座星云区发现了五个新的伴星，并表明双星特性在不同区域间存在差异，但由于角分辨率和样本量有限，双星形成模型仍无法被有效约束。

ABSTRACT

Various surveys of low-mass binaries in star forming regions have been performed in recent years. They reached opposite conclusions concerning possible binary excesses in some of these associations. I develop a consistent method to reanalyze all these studies, so that I can compare all data consistently, and understand the previous findings. I also report the detection of five new companions to Taurus members. It appears that binary fraction in Taurus exceeds the main sequence value by a factor of 1.7 in the range 4-2000 AU. The companion star fraction in this separation range is the same as the overall main sequence fraction. Ophiuchus, Chameleon, and possibly Lupus show similar excesses, although with lower confidence levels. Binaries in Ophiuchus seem to have larger flux ratios (towards faint companions) than in Taurus. It appears very unlikely that all very young star forming regions have binary excesses. The binary fraction seems to be established after $\sim$ 1 Myr, but the precise nature of the difference between various regions is still unclear (overall binary fraction, orbital period distribution). It is not currently possible to put constraints on the binary formation models: higher angular resolution and larger sample sizes will be required.

研究动机与目标

• 通过在多个巡天项目中应用一致的分析方法，解决关于低质量星形成区双星过剩的矛盾结论。
• 确定年轻星形成区是否表现出高于主序星的双星分数。
• 研究猎户座、蛇形星云、蝘蜓星云和路西达等区域之间双星特性（如分离距离和流量比）的差异。
• 基于现有观测数据，评估对双星形成模型的当前约束程度。

提出的方法

• 对多个过往巡天项目中低质量双星的观测结果应用统一的数据分析框架进行重新处理。
• 针对4–2000 AU分离范围内的双星频率进行独立分析，以与主序星统计值进行比较。
• 在所有区域中使用一致的测光和天体测量标准验证伴星的检测结果。
• 比较不同区域之间的流量比分布，以评估伴星亮度的差异。
• 利用样本大小和探测极限推导的置信水平，评估双星过剩的统计显著性。
• 将观测到的双星分数与主序星数值进行比较，以推断双星形成过程中的演化趋势。

实验结果

研究问题

• RQ1 与主序星相比，低质量星形成区是否存在统计上显著的双星过剩？
• RQ2 双星特性（如分离距离和流量比）是否在猎户座星云区与蛇形星云区等区域之间系统性地不同？
• RQ3 双星分数是在恒星形成开始前还是约1 Myr之后确立的？
• RQ4 当前数据在多大程度上能够约束双星形成模型？
• RQ5 观测到的双星特性差异是由于观测偏差还是内在物理差异所致？

主要发现

• 在4–2000 AU分离范围内，猎户座星云区的双星分数比主序星值高出1.7倍。
• 在猎户座星云区成员中发现了五个新的伴星，支持该区域观测到的双星过剩现象。
• 蛇形星云区、蝘蜓星云区，以及可能的路西达星云区也显示出双星过剩，但统计显著性较低。
• 蛇形星云区的双星表现出更大的流量比（伴星更暗），与猎户座星云区相比。
• 双星分数似乎在恒星形成开始后约1 Myr时已确立。
• 由于角分辨率和样本量有限，当前数据尚不足以约束双星形成模型。