[论文解读] Stars and brown dwarfs in the sigma Orionis cluster. II. A proper motion study

J. A. Caballero|arXiv (Cornell University)|Jan 20, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 67被引用 12

一句话总结

本研究利用USNO-B1、2MASS及照相底片档案的多 epoch 天体测量数据，识别σ Orionis星协中的自行混入星，发现所选42颗恒星中有37颗为非成员。关键贡献在于证明：通过长基线（>50年）自行分析，可高效排除场星污染（尤其是晚型矮星），而无需光谱学手段，从而纠正了以往成员频率研究（包括盘频率和锂丰度分析）中的污染问题。

ABSTRACT

Aims: I seek to fully know the stellar and substellar populations in the young sigma Orionis open cluster, which is a benchmark for star-forming studies. Because of the very low proper motion of the cluster, late-type dwarfs with appreciable proper motion in the foreground of sigma Orionis can be easily discarded for expensive spectroscopic follow-up. Methods: I use the Aladin sky atlas, USNO-B1, public astrometric catalogues, and photographic plate digitisations to identify stars with proper motions inconsistent with cluster membership in a circular area of radius 30 arcmin centred on the early-type multiple system sigma Ori. Mostly due to the long time baseline, of more than half a century, the errors in the measured proper motions are lower than 2 mas/a. Results: Of the 42 stars selected for astrometric follow-up, 37 of them are proper-motion cluster interlopers. Some USNO-B1 measurements were affected by partially resolved (visual) multiplicity and target faintness. Because of their late spectral types and, hence, red colours, 24 contaminants had been considered as sigma Orionis members at some moment. I discuss how contamination may have affected previous works (especially related to disc frequencies) and the curious presence of lithium absorption in three M-dwarf proper-motion contaminants. Finally, I classify the bright star HD 294297 as a late-F field dwarf unrelated to the cluster based on a new proper motion measurement. Conclusions: Although proper motions cannot be used to confirm membership in sigma Orionis, they can be used instead to discard a number of cluster member candidates without spectroscopy.

研究动机与目标

• 识别并剔除高自行场星对σ Orionis星协成员候选样本的污染。
• 通过剔除天体测量混入星，提高成员频率估计的准确性（例如，针对盘、Hα发射线、锂的频率）。
• 评估自行污染对以往σ Orionis光度和光谱学研究的影响。
• 提供一种稳健的非光谱学方法，利用长基线天体测量对星协成员候选列表进行去污染。
• 利用精确的自行测量重新评估特定恒星（包括HD 294297）的成员身份。

提出的方法

• 利用Aladin虚拟天文台工具，在σ Ori周围30角分半径范围内交叉匹配USNO-B1和2MASS星表。
• 选取42颗USNO-B1自行大于40 mas yr⁻¹、J波段星等小于15.5等、且在USNO-B1中至少有3次检测的恒星进行后续观测。
• 利用USNO-A2、GSC2.2/2.3、2MASS、DENIS、CMC14、UKIDSS和SuperCOSMOS底片数字化数据进行多 epoch 天体测量。
• 通过超过50年的基线，实现亚2 mas yr⁻¹的自行不确定度。
• 在有光谱数据时进行结果验证，尤其针对锂吸收和径向速度。
• 基于自行、光度和既有文献对对象进行分类，以区分星协成员与场星混入星。

实验结果

研究问题

• RQ1 有多少颗高自行场星污染了σ Orionis星协成员候选样本？
• RQ2 自行污染在多大程度上影响了以往对σ Orionis盘频率和锂丰度的估计？
• RQ3 能否通过基线长、精度达亚2 mas yr⁻¹的天体测量，有效识别并排除场星污染而无需光谱学？
• RQ4 为何一些高自行的晚型场矮星会模仿年轻σ Orionis成员的光度颜色？
• RQ5 HD 294297的真实成员身份是什么？其自行如何排除其与星协的关联？

主要发现

• 在42颗选定进行天体测量后续观测的恒星中，37颗被确认为自行混入星，主要为高自行的晚型场矮星。
• 37名混入星中有21名为新识别出的非成员，凸显了以往调查中显著的污染问题。
• 在37名混入星中，有17名（占46%）在Scholz & Eislöffel（2004）、Sherry et al.（2004）和Hernández et al.（2007）的研究中曾被错误分类为σ Orionis成员。
• HD 294297的自行测量基于110年基线，确认其为与星协无关的晚型F场矮星。
• 三名自行混入星表现出与年轻σ Orionis成员相似的锂吸收等效宽度，提示可能存在模仿效应。
• 本研究证明，结合长基线与高精度星表的自行分析，可有效在无需光谱学的情况下对星协样本进行去污染。