[论文解读] Orion revisited. II. The foreground population to Orion A

H. Bouy, J. Alves+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 5, 2014

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 36被引用 36

一句话总结

本研究利用DECam宽视场相机获取的深度多波段成像，证实了在猎户座A分子云前方存在一个此前未被探测到的、广泛分布的前主序星前景群体。该群体覆盖约10 deg²，包含约2,600名成员，距离约380 pc，年龄为5–10 Myr，挑战了此前关于猎户座区域恒星形成历史的假设，并暗示过去可能存在显著的超新星活动，可能触发了后续的恒星形成事件。

ABSTRACT

Following the recent discovery of a large population of young stars in front of the Orion Nebula, we carried out an observational campaign with the DECam wide-field camera covering ~10~deg^2 centered on NGC 1980 to confirm, probe the extent of, and characterize this foreground population of pre-main-sequence stars. We confirm the presence of a large foreground population towards the Orion A cloud. This population contains several distinct subgroups, including NGC1980 and NGC1981, and stretches across several degrees in front of the Orion A cloud. By comparing the location of their sequence in various color-magnitude diagrams with other clusters, we found a distance and an age of 380pc and 5~10Myr, in good agreement with previous estimates. Our final sample includes 2123 candidate members and is complete from below the hydrogen-burning limit to about 0.3Msun, where the data start to be limited by saturation. Extrapolating the mass function to the high masses, we estimate a total number of ~2600 members in the surveyed region. We confirm the presence of a rich, contiguous, and essentially coeval population of about 2600 foreground stars in front of the Orion A cloud, loosely clustered around NGC1980, NGC1981, and a new group in the foreground of the OMC-2/3. For the area of the cloud surveyed, this result implies that there are more young stars in the foreground population than young stars inside the cloud. Assuming a normal initial mass function, we estimate that between one to a few supernovae must have exploded in the foreground population in the past few million years, close to the surface of Orion A, which might be responsible, together with stellar winds, for the structure and star formation activity in these clouds. This long-overlooked foreground stellar population is of great significance, calling for a revision of the star formation history in this region of the Galaxy.

研究动机与目标

• 确认并表征位于猎户座A分子云前方的、此前被忽视的大规模前主序星群体。
• 利用多波段数据确定该前景群体的空间范围、距离、年龄及初始质量函数。
• 评估该群体对猎户座星协及其周围区域恒星形成解释的影响。
• 调查该群体中过去发生的超新星是否可能影响了猎户座A的结构及持续的恒星形成。
• 通过考虑视线方向上叠加的年轻恒星群体，重新修订猎户座复合体的恒星形成历史。

提出的方法

• 利用位于CTIO的布兰科4米望远镜上的DECam相机，在斯隆g、r、i、z、Y波段及红外波段获取深度宽视场成像。
• 将DECam数据与SDSS、APASS、UKIDSS、2MASS、Spitzer、WISE及X射线巡天的档案多波段数据相结合。
• 采用一种新颖的概率性颜色-星等选择技术，基于其在颜色-星等图中的位置识别前主序星候选体。
• 利用测光和天体测量数据，通过与已知星协序列对比，估算距离和年龄。
• 从探测到的群体构建质量函数，并外推以估算总成员数，包括低于探测极限的成员。
• 通过空间和测光聚类识别出若干子群，包括NGC 1980、NGC 1981以及一个位于OMC-2/3前方的新群体。

实验结果

研究问题

• RQ1 位于猎户座A前方的前主序星前景群体的真实范围和空间分布如何？
• RQ2 该前景群体的距离和年龄是多少？与已知星协相比有何异同？
• RQ3 该群体的总成员数是多少？其初始质量函数如何？
• RQ4 该前景群体在多大程度上污染了猎户座星协及其他嵌入区域的观测结果？
• RQ5 该群体中过去发生的超新星是否可能触发或影响了猎户座A区域后续的恒星形成？

主要发现

• 该前景群体覆盖约10 deg²，估计包含2,600名成员，已确认的候选体为2,123个。
• 该群体距离为380 pc，年龄为5–10 Myr，与Alves & Bouy (2012)的先前估计一致。
• 该群体在空间上连续分布，包含若干独立子群：NGC 1980、NGC 1981，以及一个新发现的位于OMC-2/3前方的群体。
• 该调查已达到氢燃烧极限以下，可探测至约0.3 M☉，在更亮星等处因饱和而限制了更高灵敏度。
• 在该调查区域中，前景群体中的年轻恒星总数超过了猎户座A云内本身包含的年轻恒星数量。
• 假设初始质量函数正常，该群体很可能曾拥有1至数颗大质量恒星，在过去数百万年内爆发为超新星，可能触发了ONC和OMC区域的后续恒星形成。