[论文解读] Searching Heavily Obscured Post-AGB Stars and Planetary Nebulae I. IRAS Candidates with 2MASS PSC Counterparts

G. Ramos-Larios, M. A. Guerrero+3 more|arXiv (Cornell University)|Mar 5, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 17被引用 12

一句话总结

本研究利用多波段红外数据识别并表征了大量被严重遮蔽的后-AGB星和行星状星云。通过将165个IRAS后-AGB星和行星状星云候选体与2MASS、Spitzer GLIMPSE及MSX数据进行交叉匹配，研究者发现了119个近红外对应体，并确认了60个光学被遮蔽的候选体。颜色-颜色图显示，尽管中红外和远红外颜色相似，但存在光学对应体与不存在光学对应体的源在近红外行为上存在明显差异。

ABSTRACT

The transition from the Asymptotic Giant Branch (AGB) to the planetary nebula (PN) phase is critical in the shaping of PNe. It is suggested that the most asymmetric PNe are the descendant of massive AGB stars. Since these AGB stars are believed to evolve into heavily obscured post-AGB stars and PNe, the compilation of a sample of bona fide obscured post-AGB stars and PNe is important to help understand the formation of asymmetric PNe. We have used 2MASS, Spitzer GLIMPSE, MSX, and IRAS data in search of the near-IR counterparts of a sample of 165 presumably obscured IRAS post-AGB and PN candidates, and DSS red images to identify the optical counterparts among the objects detected in the near-IR. The IR spectral energy distributions (SEDs) in the wavelength range from 1 to 100 microns of the sources with unambiguous near-IR counterparts have been analyzed using appropriate colour-colour diagrams. We have identified the near-IR counterparts of 119 sources out of the 165 IRAS post-AGB and PN candidates in our sample. The improved astrometric coordinates of these sources have allowed us to find optical counterparts for 59 of them, yielding a reduced sample of 60 optically obscured post-AGB star and PN candidates. Among the 119 sources with near-IR counterparts, only 80 have unambiguous identifications in the 2MASS Point Source Catalogue.

研究动机与目标

• 识别并表征大量被严重遮蔽的后-AGB星和行星状星云，这对于理解不对称行星状星云的形成机制至关重要。
• 确定因高消光而缺乏光学对应体的IRAS后-AGB星和行星状星云候选体的真实性质。
• 利用近红外数据评估光学遮蔽的程度，并为这些源提供精确的天体测量坐标。
• 利用颜色-颜色图分析1至100 μm波段的光谱能量分布（SED），以区分被遮蔽与未被遮蔽的天体。
• 为未来对最暗淡、最被遮蔽的候选体进行高分辨率近红外研究奠定基础。

提出的方法

• 使用改进的天体测量方法，将165个IRAS后-AGB星和行星状星云候选体与2MASS点源星表中的源进行交叉匹配。
• 利用Spitzer GLIMPSE、MSX和IRAS数据分析中红外和远红外特性，并构建1至100 μm波段的SED。
• 应用涉及近红外（J、H、K）波段的颜色-颜色图，以区分存在与不存在光学对应体的源。
• 使用DSS红波段图像搜索光学对应体，并确认遮蔽程度。
• 选取80个具有明确2MASS对应体的源，进行详细的SED和颜色分析。
• 对存在与不存在光学对应体的源在中红外和远红外颜色上的差异进行统计比较，以评估其物理差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 在2MASS调查中，IRAS后-AGB星和行星状星云候选体中有多少比例能检测到近红外对应体？
• RQ2 存在与不存在光学对应体的源在近红外、中红外和远红外颜色上存在何种差异，特别是在基于J波段的颜色-颜色图中？
• RQ3 后-AGB星和行星状星云中高消光水平在多大程度上影响其在光学巡天中的可探测性，即使其在红外波段发射强烈？
• RQ4 能否利用多波段数据（2MASS、Spitzer、MSX、IRAS）构建的SED可靠地区分被遮蔽的后-AGB星与其他红外源？
• RQ5 IRAS候选体样本中真正被光学遮蔽的后-AGB星和行星状星云的真实比例是多少？这一比例如何影响我们对行星状星云不对称性的理解？

主要发现

• 在165个IRAS后-AGB星和行星状星云候选体中，成功匹配到119个2MASS近红外对应体，显著改善了源的天体测量精度。
• 在上述119个源中，有59个在DSS图像中找到了光学对应体，最终将样本缩减为60个光学被遮蔽的后-AGB星和行星状星云候选体。
• 在80个具有明确2MASS识别结果的源中，有光学对应体与无光学对应体的源在中红外和远红外颜色上表现相似，但在基于J波段的颜色-颜色图中表现出明显分离。
• 基于J波段的颜色-颜色图揭示，无光学对应体的源在J–H和J–K颜色上系统性更红，表明其消光更高或尘埃性质不同。
• 本研究证实，后-AGB星和行星状星云中的高消光是其在光学上不可见的关键因素，即使其在远红外波段发射强烈。
• 结果支持如下假设：质量最大的AGB星演化为高度被遮蔽的后-AGB天体，这些天体可能是不对称行星状星云的前身。