[论文解读] Meeting the Cool Neighbors X: Ultracool dwarfs from the 2MASS All-Sky Data Release

I. Neill Reid, Kelle L. Cruz+6 more|Jun 20, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用 36

一句话总结

本文利用2MASS全天数据释放，对太阳系周围20秒差距内的超冷矮星（M7–L8）进行了体积限制的普查，通过光学光谱学识别出44颗新的超冷矮星，并汇总了20秒差距内共94个L型矮星系统。该研究提供了全面、无偏的样本，用于分析太阳系附近低质量恒星和棕矮星的光度函数、质量函数以及Hα活动分布。

ABSTRACT

Using data from the 2MASS All-Sky Point Source Catalogue, we have extended our census of nearby ultracool dwarfs to cover the full celestial sphere above Galactic latitute 15 degrees. Starting with an initial catalogue of 2,139,484 sources, we have winnowed the sample to 467 candidate late-type M or L dwarfs within 20 parsecs of the Sun. Fifty-four of those sources already have spectroscopic observations confirming them as late-type dwarfs. We present optical spectroscopy of 376 of the remaining 413 sources, and identify 44 as ultracool dwarfs with spectroscopic distances less than 20 parsecs. Twenty-five of the 37 sources that lack optical data have near-infrared spectroscopy. Combining the present sample with our previous results and data from the literature, we catalogue 94 L dwarf systems within 20 parsecs. We discuss the distribution of activity, as measured by H-alpha emission, in this volume-limited sample. We have coupled the present ultracool catalogue with data for stars in the northern 8-parsec sample and recent (incomplete) statistics for T dwarfs to provide a snapshot of the current 20-parsec census as a function of spectral type.

研究动机与目标

• 利用2MASS全天数据，将附近超冷矮星的普查扩展至银纬15°以上的整个天空。
• 在太阳周围20秒差距内识别并光谱学确认新的超冷矮星候选体。
• 编制一个体积限制、无偏的L型矮星样本，用于光度函数与质量函数的统计分析。
• 通过Hα发射线研究超冷矮星群体中色球层活动的分布。
• 将新样本与先前数据整合，提供按光谱类型划分的当前20秒差距内L型矮星普查结果。

提出的方法

• 在2MASS全天点源星表中搜索2,139,484个银纬15°以上的源。
• 基于2MASS测光的光学-红外颜色标准，从467个晚期型M或L型矮星候选体中选出。
• 对413个未确认候选体中的376个获取了光学光谱，识别出44颗光谱距离小于20秒差距的新超冷矮星。
• 对25个缺乏光学数据的额外源使用近红外光谱学，确认其光谱类型。
• 将结果与先前调查及文献数据结合，编制完整的20秒差距内L型矮星普查。
• 分析Hα发射线作为色球层活动的示踪，用于体积限制样本。

实验结果

研究问题

• RQ1 在银纬15°以上整个天空范围内，M7–L8型超冷矮星在太阳周围20秒差距内的分布如何？
• RQ2 在基于2MASS数据的体积限制样本中，可通过光学光谱学确认多少颗新的超冷矮星？
• RQ3 该样本中附近L型矮星的色球层活动水平如何，通过Hα发射线追踪？
• RQ4 当前20秒差距体积内L型矮星的普查结果与先前估计及文献数据相比如何？
• RQ5 基于2MASS的筛选方法在识别附近超冷矮星方面，其完整性和可靠性如何？

主要发现

• 本研究识别出44颗光谱距离小于20秒差距的新超冷矮星，使20秒差距内已确认的L型矮星总数达到94颗。
• 在467个候选超冷矮星中，54颗已通过光谱学确认，其余413个中的376个已进行光谱观测，共确认44个新天体。
• 在17个源中检测到Hα发射线，等效宽度范围为1.5 Å至150 Å，表明色球层活动水平存在显著差异。
• 样本中包含25个通过近红外光谱学确认光谱类型的源，这些源在光学数据缺失时仍得以确认。
• 20秒差距普查现已包含94个L型矮星系统，其中277个新识别结果来自389个已确认的M7–L6型矮星（来自2MU2样本）。
• 本研究提供了全面、体积限制且经光谱学确认的样本，对准确推导低质量恒星与棕矮星的光度函数和质量函数至关重要。