[论文解读] Stars and brown dwarfs in the sigma Orionis cluster. IV. IDS/INT and OSIRIS/GTC spectroscopy and Gaia DR2 astrometry

J. A. Caballero, A. de Burgos+4 more|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|Aug 27, 2019

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 120被引用 5

一句话总结

本研究利用IDS/INT和OSIRIS/GTC的光谱观测，结合Gaia DR2天体测量数据，对σ Orionis星协中的168颗恒星和棕矮星进行了全面的光谱与天体测量调查。研究识别出51个非星协成员——其中35个此前被误认为是成员——显著提升了成员归属的可靠性，并提供了迄今最完整的该关键星协的年轻特征星表。

ABSTRACT

Context. Only a few open clusters are as important for the study of stellar and substellar objects, and their formation and evolution, as the young sigma Orionis cluster. However, a complete spectroscopic characterisation of its whole stellar population is still missing. Aims. We filled most of that gap with a large spectroscopic and astrometric survey of targets towards sigma Orionis. Eventually, it will be one of the open clusters with the lowest proportion of interlopers and the largest proportion of confirmed cluster members with known uncontrovertible youth features. Methods. We acquired 317 low-resolution optical spectra with the Intermediate Dispersion Spectrograph (IDS)} at the 2.5 m Isaac Newton Telescope (INT) and the Optical System for Imaging and low Resolution Integrated Spectroscopy (OSIRIS) at the 10.4 m Gran Telescopio Canarias (GTC). We measured equivalent widths of Li I, H-alpha, and other key lines from these spectra, and determined spectral types. We complemented this information with Gaia DR2 astrometric data and other features of youth (mid-infrared excess, X-ray emission) compiled with Virtual Observatory tools and from the literature. Results. Of the 168 observed targets, we determined for the first time spectral types of 39 stars and equivalent widths of Li I and H-alpha of 34 and 12 stars, respectively. We identified 11 close (rho

研究动机与目标

• 通过低分辨率光学光谱，对σ Orionis星协的恒星与亚恒星天体进行全面的光谱表征。
• 通过结合光谱诊断（Li I、Hα）与Gaia DR2天体测量数据，以及年轻恒星指标（X射线发射、中红外过量），改进成员归属判定。
• 通过识别此前被误认为σ Orionis成员的51个非星协成员，纠正文献中的分类错误。
• 为未来前主序演化研究提供最可靠的星协成员样本，其具有无可争议的年轻特征。
• 通过减少场星干扰，提高年轻开放星团中初始质量函数与盘频率测量的准确性。

提出的方法

• 使用2.5米Isaac Newton望远镜（INT）上的中 dispersion 光谱仪（IDS）和10.4米Gran Telescopio Canarias（GTC）上的OSIRIS仪器，获取了317条低分辨率光学光谱。
• 测量Li I、Hα及其他关键谱线的等效宽度，以识别前主序星和吸积体。
• 为168个目标确定了光谱型，其中39个为首次获得光谱型。
• 将光谱数据与Gaia DR2天体测量数据结合，评估自行与视差，识别出11个分辨的双星系统和51个非星协成员。
• 通过虚拟天文台工具整合文献中关于X射线发射和中红外过量的数据，以增强年轻恒星诊断能力。
• 使用标准星（如GJ 380、BD+33 1505）进行光谱型校准和各次观测期间的通量校准。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于综合光谱与天体测量数据，此前目录中列出的σ Orionis候选体的真实成员状态是什么？
• RQ2 在观测目标中，有多少颗是具有明确年轻特征（Li I、Hα发射、红外过量）的真正前主序星？
• RQ3 σ Orionis星协中的场星干扰比例是多少？这对以往关于初始质量函数与盘频率的研究有何影响？
• RQ4 本调查中识别出多少新的光谱双星、吸积体或年轻恒星？
• RQ5 与以往方法相比，Gaia DR2天体测量与多波段年轻特征指标在成员归属分类中的改进程度如何？

主要发现

• 39颗恒星首次获得光谱型测定，显著提升了星协恒星普查的完整性。
• 对34颗恒星测量了Li I的等效宽度，对12颗恒星测量了Hα的等效宽度，为年轻恒星与吸积活动提供了新的诊断依据。
• Gaia DR2分辨出11个距离≤3角秒的密近双星系统，其中包括三个此前未知的系统。
• 识别出14个强吸积体，其中4个为新发现，另有4个显示Hα线蓝移超过120 km s⁻¹，表明存在高速喷流。
• 识别出51个非星协成员——其中35个此前被误认为是σ Orionis成员——显著降低了以往研究中的污染程度。
• 在Ori OB1b星协稀疏区域发现了两个新的年轻恒星候选体，提示可能存在场星污染或早期阶段的恒星形成。