[论文解读] Bispectrum speckle interferometry of the Orion Trapezium stars: detection of a close (33 mas) companion of Theta1 Ori C

G. Weigelt, Yuri Balega+4 more|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 4

一句话总结

利用6米SAO望远镜的双谱斑点干涉测量法，作者实现了57毫角秒（H波段）和76毫角秒（K波段）的衍射极限角分辨率，探测到了Theta1 Ori C附近距离为33毫角秒的紧密双星伴星——这是对该紧密双星系统首次直接成像。该研究证实了猎户座梯形星协中存在多个伴星，其每颗主星的伴星数量（1.75个）高于低质量恒星群体，表明在致密星团中，大质量多星系统的形成机制可能不同。

ABSTRACT

We present bispectrum speckle interferometry observations with the SAO 6 m telescope of the four brightest stars in the Orion Trapezium. Diffraction-limited images with an unprecedented resolution lambda/D of 57 mas and 76 mas were obtained in the H- and K-band, respectively. The The H and K images of Theta1 Ori C (the star responsible for the proplyds) show for the first time that Theta1 Ori C is a close binary with a separation of only 33 mas (H-band observation). The sub-arcsecond companions of Theta1 Ori A and Theta1 Ori B reported by Petr et al. (1998) are confirmed. We use the magnitudes and colors of the companions to derive information about their stellar properties from the HR-diagram. In addition we briefly discuss the multiplicity of the Trapezium stars. Considering both, the visual and the spectroscopic companions of the 4 Trapezium stars, there are at least 7 companions, i.e. at least 1.75 companions per primary on average. This number is clearly higher than that found for the low-mass stars in the Orion Nebula cluster as well as in the field population. This suggests that a different mechanism is at work in the formation of high-mass multiple systems in the dense Trapezium cluster than for low-mass stars.

研究动机与目标

• 使用高角分辨率成像技术解析Theta1 Ori C的紧密双星特性。
• 确认并表征猎户座梯形星协中四颗最亮恒星的多重性。
• 利用H波段和K波段的星等与颜色信息，研究伴星的恒星特性。
• 将猎户座梯形星协恒星的多重性频率与猎户星云星团及场星场中的低质量恒星进行比较。
• 探讨在致密星场环境中，大质量多星系统的形成机制是否有所不同。

提出的方法

• 采用双谱斑点干涉测量法处理6米SAO望远镜获取的数据，以抑制大气湍流影响并提高图像分辨率。
• 该技术在H波段实现了57毫角秒、K波段实现了76毫角秒的衍射极限成像，为猎户座梯形星协提供了前所未有的分辨率。
• 通过双谱分析从短曝光帧中重建高保真图像，提升了信噪比并解析了紧密伴星。
• 利用探测到的伴星的测光和颜色测量值，结合赫罗图（HR图）推断其恒星参数。
• 通过结合目视探测结果与四颗主星已知的光谱伴星，计算了多重性频率。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否利用高分辨率斑点干涉测量法解析了Theta1 Ori C的紧密双星系统？
• RQ2 Theta1 Ori C伴星的角分离及其测光特性为何？
• RQ3 猎 Orion 梯形星协恒星的多重性频率与猎户星云星团及场星中低质量恒星相比如何？
• RQ4 伴星观测到的恒星特性是否与赫罗图中的演化模型一致？
• RQ5 多重性统计结果对致密星场中大质量多星系统形成机制有何启示？

主要发现

• Theta1 Ori C被解析为具有33毫角秒投影距离的紧密双星系统（H波段），这是该双星系统的首次直接成像。
• H波段和K波段图像分别实现了57毫角秒和76毫角秒的衍射极限角分辨率，实现了对梯形星协恒星的亚角秒级分辨率。
• 利用新高分辨率数据，确认了Petr等人（1998年）先前报告的Theta1 Ori A和Theta1 Ori B的伴星。
• 基于星等与颜色推导出的恒星参数表明，这些伴星与赫罗图中的主序星或前主序星一致。
• 猎户座梯形星协的四颗主星共拥有至少7个伴星，平均每颗主星拥有1.75个伴星，显著高于星团或场星中低质量恒星的伴星数量。
• 较高的多重性率表明，大质量多星系统在致密环境中的形成机制与低质量恒星不同。