[论文解读] Physical Properties of 90 AU to 250 AU Pre-Main-Sequence Binaries

W. Brandner, H. Zinnecker|arXiv (Cornell University)|Oct 16, 1996

Astronomy and Astrophysical Research被引用 12

一句话总结

本研究利用光度和光谱数据，分析了附近星体形成区中14个分离度在90 AU至250 AU之间的原主序双星系统。结果表明，所有成员在观测误差范围内均为同龄星体，暗示其同时形成。这与更宽间距双星可能通过不同机制形成的情况形成对比，表明近距离原主序双星与更宽间距系统具有不同的形成路径。

ABSTRACT

We have analyzed photometric and spectroscopic data of a sample of 14 spatially resolved pre-main-sequence binaries (separations 0.6" to 1.7") in the nearby (150 pc) low-mass star-forming regions of Chamaeleon, Lupus, and rho Ophiuchi. The spectroscopic data have been obtained with the ESO New Technology Telescope (NTT) at La Silla under subarcsec seeing conditions. All binaries (originally unresolved) were identified as pre-main-sequence stars based on their strong H-alpha emission -- which classifies them as classical T Tauri stars -- and their association with dark clouds. One of the presumed binaries turned out to be a likely chance projection with the `primary' showing neither H-alpha emission nor Li absorption. Using the spectral A index (as defined by Kirkpatrick et al. 1991), which measures the strength of the CaH band at 697.5nm relative to the nearby continuum, as a luminosity class indicator, we could show that the classical T Tauri stars in our sample tend to be close to luminosity class V. Eight out of the 14 pairs could be placed on an H-R diagram. A comparison with theoretical pre-main-sequence evolutionary tracks yields that for all pairs the individual components appear to be coeval within the observational errors. This finding is similar to Hartigan et al. (1994) who detected that two third of the wider pairs with separations from 400 AU to 6000 AU are coeval. However, unlike Hartigan et al. for the wider pairs, we find no non-coeval pairs among our sample. Thus, the formation mechanism for a significant fraction of the wider pre-main-sequence binaries might be different from that of closer pre-main-sequence binaries. All of the latter appear to have formed simultaneously.

研究动机与目标

• 研究中等分离度（90–250 AU）原主序双星的物理特性及其形成历史。
• 基于光度分类和演化状态，判断这些双星是否同时形成或非同时形成。
• 将本研究中双星的同龄性与先前研究的更宽间距系统（400–6000 AU）进行比较。
• 评估光谱指标（如CaH吸收带，A指数）在年轻星体系统中作为光度分类指标的可靠性。
• 利用H-alpha和Li吸收诊断方法识别并排除样本中的虚假视线投影。

提出的方法

• 利用欧洲南方天文台（ESO）新技术望远镜（NTT）在拉西拉天文台进行的视宁度小于1角秒的光谱观测。
• 采用光谱A指数（697.5 nm处CaH吸收带相对于连续谱的深度）作为光度分类指标。
• 结合光度和光谱数据，将双星置于赫罗图（H-R图）上。
• 将原主序星的演化轨迹与观测位置进行比较，以评估其同龄性。
• 利用H-alpha发射线和锂吸收线确认原主序状态，并识别非同龄或虚假系统。
• 与先前关于更宽间距双星（如Hartigan et al. 1994）的研究进行统计比较，以评估形成机制的差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 分离度在90–250 AU的原主序双星是否为同龄星体，表明其同时形成？
• RQ2 这些双星的物理特性与理论原主序演化轨迹相比如何？
• RQ3 光谱指标（如A指数）是否能可靠地对年轻双星的光度分类进行分类？
• RQ4 本样本中是否存在非同龄双星，暗示其形成机制与更宽间距双星不同？
• RQ5 能否有效利用H-alpha和锂吸收特征识别偶然的视线投影？

主要发现

• 14对双星中，8对成功定位在赫罗图上，使其能够与理论原主序演化轨迹进行比较。
• 样本中所有成员在观测不确定度范围内均为同龄星体，表明其同时形成。
• 光谱A指数证实，样本中的经典T Tauri星与光度分类V一致。
• 一个被识别为双星的系统被发现是视线方向上的偶然投影，因主星缺乏H-alpha发射线和Li吸收线。
• 本样本中未发现非同龄双星，这与更宽间距双星（400–6000 AU）中观察到的非同龄现象形成对比。
• 结果表明，近距离原主序双星（90–250 AU）的形成机制与更宽间距系统不同，可能涉及更一致、同时发生的坍缩过程。