[论文解读] CCD uvby-beta photometry of young open clusters. I. The double cluster h and chi Persei

G. Capilla, J. Fabregat|ArXiv.org|Jun 4, 2002

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 19被引用 17

一句话总结

本研究利用V₀−c₀平面，对年轻双星团h和χ Persei进行了高精度的CCD uvbyβ测光，获得了精确的星团参数。研究发现，两星团具有相同的距离模数11.7 ± 0.1 mag和年龄log t = 7.10 ± 0.05年，通过校正强变化的消光，解决了以往的矛盾。消光在h Persei中从西部的E(b−y) = 0.328 ± 0.022变化到东南部的0.465 ± 0.024，而χ Persei的消光则保持恒定，为0.398 ± 0.025。

ABSTRACT

We present CCD uvby-beta photometry for stars in the nuclei of the young double cluster h and chi Persei. We find that the reddening is highly variable through the h Persei nucleus, increasing from west to east, with values ranging from E(b-y)=0.328+-0.022 in the western part to E(b-y)=0.465+-0.025 in the south-east. Towards chi Persei the reddening is fairly constant, with E(b-y)=0.398+-0.025. Both clusters share a common distance modulus of 11.7+-0.1 mag., and an age of log t=7.10+-0.05 years.

研究动机与目标

• 解决长期存在的年轻双星团h和χ Persei在距离模数和年龄上的矛盾。
• 应对年轻开放星团中差分消光带来的挑战，该现象会扭曲等龄线拟合并导致年龄估计不确定。
• 检验uv photometric系统中V₀−c₀平面的等龄线拟合在年轻星团中精确测定年龄的有效性。
• 确定h和χ Persei是否具有共同年龄和距离，或是否存在多期恒星形成。
• 校正先前研究中的系统性误差，特别是消光的过度校正和将超巨星误认为星团成员星的问题。

提出的方法

• 1998年11月在Calar Alto天文台使用1.52米望远镜进行了三晚的深空CCD uvbyβ测光观测。
• 采用Tektronics TK 1024 AB CCD，视场为6.9′×6.9′，通过标准Strömgren u、v、b、y和Hβ窄/宽波段滤光片进行短曝光和长曝光观测。
• 利用标准星（NGC 1039、NGC 6910、NGC 6913）在不同天顶距下进行测光校准，以确定大气消光并转换至标准uvby系统。
• 在uv测光系统的V₀−c₀平面上应用等龄线拟合，利用c₀指数对温度高度敏感且对消光依赖性较低的特性，特别适用于B型星。
• 使用Kilkenny & Whittet (1985)的关系式，为蓝超巨星计算个体消光值，以验证空间可变消光图。
• 使用RANBO2代码进行消光校正，利用IRAF/Starlink工具进行数据还原与分析。

实验结果

研究问题

• RQ1 h和χ Persei星团的真实距离模数是多少？两星团之间是否一致？
• RQ2 h和χ Persei的真实年龄是多少？它们是否具有共同年龄，或存在不同的形成时期？
• RQ3 空间可变消光如何影响年轻开放星团的年龄测定？是否可以准确测量并校正？
• RQ4 发射线星和超巨星在V₀−c₀平面上在多大程度上误导等龄线拟合？
• RQ5 为何以往研究报告了相互矛盾的年龄估计？是否可通过改进测光和消光校正解决这些矛盾？

主要发现

• h Persei星团核心区域的消光高度可变，从西部的E(b−y) = 0.328 ± 0.022增加至东南部的0.465 ± 0.024。
• χ Persei星团的消光在核心区域相对恒定，为E(b−y) = 0.398 ± 0.025。
• 两星团具有相同的距离模数11.7 ± 0.1 mag，解决了文献中以往的矛盾。
• 两星团具有共同年龄log t = 7.10 ± 0.05年，表明为单次恒星形成事件。
• 在V₀−c₀平面上使用等龄线拟合成功消除了年龄不确定性，当对空间分辨的消光进行校正后，超巨星与log t = 7.10等龄线对齐。
• 以往研究（如MB01）因过度校正消光和错误分类恒星（特别是在低消光区域将超巨星误认为非成员星）而产生错误的年龄估计。