[论文解读] The CIDA Variability Survey of Orion OB1 II: demographics of the young, low-mass stellar populations

César Briceño, Nuria Calvet+12 more|arXiv (Cornell University)|May 2, 2018

Astrophysics and Star Formation Studies被引用 5

一句话总结

本研究对猎户座OB1星协约180平方度区域开展了大规模、多历元的光学测光调查，识别出2,064颗低质量原主序星，其中包括一种新型的C/W型T Tauri星，处于吸积与非吸积阶段的过渡期。研究揭示了从OB1a（约10 Myr）到OB1b（约5 Myr）再到分子云（约3 Myr）的顺序性年龄梯度，锂I线吸收深度在约8.5 Myr内发生，吸积率以2.1 Myr的时标呈指数衰减，而光学变异性从CTTS向WTTS递减，表明恒星活动逐渐减弱。

ABSTRACT

We present results of our large scale, optical, multi-epoch photometric survey of ~180 square degrees across the Orion OB1 association, complemented with extensive follow up spectroscopy. We map and characterize in an uniform way the off-cloud, low-mass, pre-main sequence populations. We report 2064, mostly K and M-type, confirmed T Tauri members. Most (59%) are located in the OB1a subassociation, 27% in OB1b, and 14% within the confines of the A and B molecular clouds. There is significant structure in the spatial distribution of the young stars. We characterize two new clusterings of T Tauri stars, HD 35762 and HR 1833 in the OB1a subassociation, and two stellar overdensities in OB1b. There is indication of two populations of young stars in the OB1b region, located at two different distances, which may be due to the OB1a subassociation overlapping on front of OB1b. The various groups and regions can be ordered in an age sequence that agrees with the long standing picture of star formation starting in Orion OB1a some 10-15 Myr ago. We define a new type of T Tauri star, the C/W class, objects we propose may be nearing the end of their accretion phase. We detect the observational signature of Li depletion in young K and M stars with a timescale of 8.5 Myr. The decline of the accretion fraction from ~2 - 10 Myr, implies an accretion e-folding timescale of 2.1 Myr. Finally, the median amplitude of the V-band variability shows the decline of stellar activity, from accreting Classical T Tauri stars to the least active field dwarfs.

研究动机与目标

• 利用统一的多历元测光与光谱观测，绘制并表征猎户座OB1星协中非云区的低质量原主序星群体。
• 解析猎户座OB1a、OB1b及分子云区域中年轻恒星的空间结构与聚集特征。
• 通过分析颜色-星等图并结合理论等龄线，确定猎户座OB1中恒星形成的时间序列。
• 基于Hα变异性、红外超量与光学变异性，识别并分类一种新型T Tauri星演化阶段——命名为C/W型。
• 测量锂元素耗尽、吸积率下降及恒星活动演化的时间尺度，涵盖不同T Tauri星亚型。

提出的方法

• 利用CIDA、WIYN、Magellan、SOAR和FLWO望远镜，在猎户座OB1星协约180平方度区域内开展大视场、多历元的光学测光调查。
• 通过M2FS、Hectospec、Hectochelle和FAST等仪器进行广泛的光谱后续观测，测量Hα发射线、Li I λ6707等效宽度及径向速度。
• 基于Hα线强度变异性、红外超量与光学测光变异性，将恒星分类为CTTS、WTTS及一种新分类的C/W型。
• 利用颜色-星等图（CMDs）与Baraffe等人（1998）及Siess等人（2000）的理论等龄线，估算各星协群体的年龄。
• 通过指数函数拟合吸积率随时间的衰减过程，推导出2.1 Myr的e-折叠时间尺度。
• 通过不同T Tauri星类别的V波段变异性幅度中位数，量化恒星活动性，追踪磁活动的演化过程。

实验结果

研究问题

• RQ1 猎户座OB1星协中，猎户座星云团以外的低质量原主序星的空间分布与聚集结构如何？
• RQ2 在OB1a、OB1b及A/B分子云区域中，恒星形成的年龄序列是什么？与长期存在的顺序形成模型相比有何异同？
• RQ3 能否基于介于CTTS与WTTS之间的Hα变异性、红外超量与光学变异性，识别出一种新型T Tauri星演化阶段？
• RQ4 K型与M型原主序星在猎户座OB1中的锂元素耗尽时间尺度是多少？与理论模型相比如何？
• RQ5 光学变异性幅度（用作恒星活动性的代理指标）从吸积型CTTS经C/W型到非吸积型WTTS及场星的演化过程如何？

主要发现

• 调查共确认2,064颗低质量T Tauri星，其中59%位于OB1a，27%位于OB1b，14%位于A/B分子云，揭示了显著的空间结构特征。
• 识别出两个新的恒星集团：OB1a中的HD 35762与HR 1833集团，均靠近25 Ori星团；以及OB1b中的两个高密度区（I与II），共包含231颗T Tauri星。
• 猎户座星云团周围存在一个约2°宽的年轻恒星晕，对应于NGC 1977（北部）与NGC 1980（南部）的低质量恒星群体。
• 从OB1a（约10 Myr）到OB1b（约5 Myr）再到分子云（约3 Myr）的年龄序列，支持猎户座长期存在的顺序恒星形成模型。
• Li I λ6707线等效宽度的衰减时间尺度为8.5 Myr，与理论模型及其它恒星形成区的先前研究结果一致。
• 吸积率下降的e-折叠时间尺度为2.1 Myr，与先前发现一致；光学变异性幅度从CTTS到WTTS递减，表明恒星活动随时间减弱。