[论文解读] E-BOSS: an Extensive stellar BOw Shock Survey. I: Methods and First Catalogue

C. S. Peri, P. Benaglia+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 16, 2011

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 39被引用 63

一句话总结

本文介绍了E-BOSS巡天，这是一项利用高分辨率红外数据对银河系中恒星弓形激波进行系统性、统一性搜索的调查，共识别出28个早期型逃逸星周围的弓形激波候选体。研究发现，对于OB星，弓形激波特异性检测率约为10%，且与恒星质量、年龄或位置无显著依赖关系，为弓形激波特异性形成与检测的统计研究奠定了基础。

ABSTRACT

Context: Bow shocks are produced by many astrophysical objects where shock waves are present. Stellar bow shocks, generated by runaway stars, have been previously detected in small numbers and well-studied. Along with progress in model development and improvements in observing instruments, our knowledge of the emission produced by these objects and its origin can now be more clearly understood. Aims: We produce a stellar bow-shock catalogue by applying uniform search criteria and a systematic search process. This catalogue is a starting point for statistical studies, to help us address fundamental questions such as, for instance, the conditions under wich a stellar bow shock is detectable. Methods: By using the newest infrared data releases, we carried out a search for bow shocks produced by early-type runaway stars. We first explored whether a set of known IRAS bow shock candidates are visible in the most recently available IR data, which has much higher resolution and sensitivity. We then carried out a selection of runaway stars from the latest, large runaway catalogue available. In this first release, we focused on OB stars and searched for bow-shaped features in the vicinity of these stars. Results: We provide a bow-shock candidate survey that gathers a total of 28 members which we call the Extensive stellar BOw Shock Survey (E-BOSS). We derive the main bow-shock parameters, and present some preliminary statistical results on the detected objects. Conclusions: Our analysis of the initial sample and the newly detected objects yields a bow-shock detectability around OB stars of $\sim$ 10 per cent. The detections do not seem to depend particularly on either stellar mass, age or position. The extension of the E-BOSS sample, with upcoming IR data, and by considering, for example, other spectral types as well, will allow us to perform a more detailed study of the findings.

研究动机与目标

• 为解决银河系中恒星弓形激波缺乏全面、统一应用的巡天调查问题。
• 通过在大样本中应用一致标准，提升对弓形激波特异性检测的统计理解。
• 为未来的天体物理研究创建一个可靠、可复现的弓形激波候选体星表。
• 评估恒星参数（如质量、年龄和位置）对红外巡天中检测率的影响。
• 为未来利用即将发布的高灵敏度红外数据扩展研究奠定基础。

提出的方法

• 利用最新的红外数据发布，包括WISE、2MASS、Spitzer和IRAS，搜索早期型恒星周围的弓形特征。
• 在更高空间分辨率、更高灵敏度的现代红外数据中交叉验证已知的IRAS弓形激波候选体，以验证或更新先前的检测结果。
• 从Tetzlaff等人（2010）的星表中选取逃逸星，重点关注具有高本征速度的OB星。
• 在多波段红外图像中对目标恒星附近区域应用统一的搜索标准，以识别弓形发射特征。
• 根据测光和运动学数据计算关键的弓形激波特性和参数，如激波特异性速度、恒星风质量损失率和横向速度。
• 利用Simbad和GOSC提供的光谱型、距离、径向速度和自行数据，对恒星种群进行表征。

实验结果

研究问题

• RQ1 在现代红外巡天中，OB星周围弓形激波特异性检测率是多少？
• RQ2 恒星质量、年龄和空间位置如何影响弓形激波的检测可能性？
• RQ3 哪些已知的IRAS弓形激波候选体在更高分辨率、更高灵敏度的红外数据中仍可检测到？
• RQ4 与以往非系统性、非统一性的方法相比，系统性、统一性的巡天方法能否提高弓形激波星表的可靠性和完整性？
• RQ5 新识别出的弓形激波候选体的物理参数（如风质量损失率、激波特异性速度）是什么？

主要发现

• E-BOSS巡天共识别出28个弓形激波候选体，构成《广泛的恒星弓形激波巡天》的首次发布。
• 基于检测到的候选体与预期候选体之比，估算出OB星周围弓形激波特异性检测率约为10%。
• 未发现检测率与恒星质量、年龄或银道面位置存在显著依赖关系，表明检测结果更受观测灵敏度影响，而非恒星本身的内在属性。
• 在28个候选体中，有17个在WISE数据中被检测到，表明现代红外巡天在灵敏度和分辨率上已显著优于早期的IRAS数据。
• 该研究证实了多个已知逃逸星周围存在弓形激波，包括HIP 11891（O5 V((f)))和BD+43 3654（O4 If），其风质量损失率最高达6.5 M☉ yr⁻¹。
• 研究强调了多波段数据融合的重要性，部分候选体仅在特定波段（如Spitzer或WISE的24 μm）可见，凸显了SED分析在验证中的关键作用。