[论文解读] Orion revisited III. The Orion Belt population

Karolina Kubiak, J. Alves+12 more|Discovery Research Portal (University of Dundee)|Sep 16, 2016

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 47被引用 10

一句话总结

本研究利用多波段测光（SDSS、2MASS、XMM-Newton、WISE），在猎户腰带区域识别出一个此前未被探测到的约2,000颗低质量M型星群体，其估计年龄为5–10 Myr。猎户腰带星群（OBP）具有消光自由、盘状物缺失的特性，空间上以ε Ori为中心，表明其可能是曾存在的猎户星云类星团的演化残余，支持蓝流星形成模型而非顺序星形成模型。

ABSTRACT

This paper continues our study of the foreground population to the Orion molecular clouds. The goal is to characterize the foreground population north of NGC 1981 and to investigate the star formation history in the large Orion star-forming region. We focus on a region covering about 25 square degrees, centered on the $ε$ Orionis supergiant (HD 37128, B0\,Ia) and covering the Orion Belt asterism. We used a combination of optical (SDSS) and near-infrared (2MASS) data, informed by X-ray ( extit{XMM-Newton}) and mid-infrared (WISE) data, to construct a suite of color-color and color-magnitude diagrams for all available sources. We then applied a new statistical multiband technique to isolate a previously unknown stellar population in this region. We identify a rich and well-defined stellar population in the surveyed region that has about 2\,000 objects that are mostly M stars. We infer the age for this new population to be at least 5\, Myr and likely $\sim10$\,Myr and estimate a total of about 2\,500 members, assuming a normal IMF. This new population, which we call the Orion Belt population, is essentially extinction-free, disk-free, and its spatial distribution is roughly centered near $ε$ Ori, although substructure is clearly present. The Orion Belt population is likely the low-mass counterpart to the Ori OB Ib subgroup. Although our results do not rule out Blaauw's sequential star formation scenario for Orion, we argue that the recently proposed blue streams scenario provides a better framework on which one can explain the Orion star formation region as a whole. We speculate that the Orion Belt population could represent the evolved counterpart of an Orion nebula-like cluster.

研究动机与目标

• 表征NGC 1981以北及猎户腰带星象内的前景恒星群体。
• 研究大猎户星形成区中超越嵌入式尘埃群体的恒星形成历史。
• 利用统计多波段技术，从猎户OB I协会中隔离并定义一个此前未知的恒星群体。
• 在顺序星形成与蓝流星形成模型等竞争模型的背景下，评估该群体的起源与演化状态。

提出的方法

• 结合光学（SDSS）与近红外（2MASS）测光数据，以及X射线（XMM-Newton）和中红外（WISE）数据，构建颜色-颜色图与颜色-星等图。
• 应用一种新颖的统计多波段技术，从前景/背景污染中分离出一个独立的恒星群体。
• 利用光度数据（g, i, r, z, J, H, Ks）及其不确定度，识别出高概率（≥99.8%）的成员候选者。
• 构建最终星表，包含783个候选成员，其天体测量与光度数据来自SDSS与2MASS。
• 评估空间分布与距离估计（250–380 pc），以分析该群体的结构与运动学背景。
• 将OBP的特性与现有的恒星形成模型进行比较，特别是Blaauw的顺序星形成模型与蓝流模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 猎户腰带区域中此前未被探测到的恒星群体的本质与年龄是什么？
• RQ2 该群体的空间分布与运动学距离如何与已知的猎户亚群关联？
• RQ3 猎户腰带星群是否支持Blaauw提出的顺序星形成模型，或更近期的蓝流模型？
• RQ4 该群体是否可能代表一个曾存在的猎户星云类星团的演化残余？
• RQ5 该群体对理解低质量恒星的初始质量函数（IMF）与原行星盘演化具有何种意义？

主要发现

• 识别出一个约2,000颗M型星的全新、界定清晰的恒星群体，若假设初始质量函数正常，则估计成员数约为2,500。
• 根据颜色-星等图分析，该群体的年龄至少为5 Myr，更可能约为10 Myr。
• 猎户腰带星群基本无消光且无盘状物，表明其与活跃的恒星形成区无关。
• 空间分布以ε Ori（HD 37128）为中心，存在明显的亚结构，距离估计在250至380 pc之间。
• 该群体的特性与Blaauw的顺序星形成模型不一致，但更符合Bouy与Alves（2015）提出的蓝流星形成模型。
• 推测OBP是猎户星云类星团的演化对应体，为未来褐矮星、行星质量天体及盘演化研究提供了基准。