[论文解读] The Galactic O-Star Spectroscopic Catalog (GOSC) and Survey (GOSSS): first whole-sky results and further updates

J. Maíz Apellániz, A. Sota+7 more|arXiv (Cornell University)|Jun 27, 2013

Electrical and Electromagnetic Research参考文献 2被引用 9

一句话总结

本论文首次公布了银河系O型星巡天调查（GOSSS）的全天结果，提供了1,593颗O型星的高分辨率（R ~ 2500）蓝-紫外波段光谱，其中包括449颗新分类或重新分类的天体。研究发现先前星表中存在显著比例的误报，精确了大质量恒星的空间分布，并首次利用配对法检测到4591 Å的弥散星际吸收带，对消光律及银河系O型星总群体（估计为14,000–50,000颗）具有重要意义。

ABSTRACT

The Galactic O-Star Spectroscopic Survey (GOSSS) is obtaining high quality R~2500 blue-violet spectroscopy of all Galactic stars ever classified as of O type with B < 12 and a significant fraction of those with B = 12-14. As of June 2013, we have obtained, processed, and classified 2653 spectra of 1593 stars, including all of the sample with B < 8 and most of the sample with B = 8-10, making GOSSS already the largest collection of high quality O-star optical spectra ever assembled by a factor of 3. We discuss the fraction of false positives (stars classified as O in previous works that do not belong to that class) and the implications of the observed magnitude distribution for the spatial distribution of massive stars and dust within a few kpc of the Sun. We also present new spectrograms for some of the interesting objects in the sample and show applications of GOSSS data to the study of the intervening ISM. Finally, we present the new version of the Galactic O-Star Catalog (GOSC), which incorporates the data in GOSSS-DR1, and we discuss our plans for MGB, an interactive spectral classification tool for OB stars.

研究动机与目标

• 汇编并分类目前最大规模的银河系O型星高分辨率光学光谱集合。
• 利用高质量光谱识别并量化先前错误归类为O型星的恒星（即误报）。
• 确定太阳邻近区域O型星的空间分布，并评估消光与本地泡的影响。
• 利用高信噪比数据，通过配对法检测并表征弥散星际吸收带（DIBs）。
• 发布新版银河系O型星星表（GOSC v3.0），整合GOSSS-DR1数据，并提供MGB等支持工具用于光谱分类。

提出的方法

• 使用南北半球专用望远镜，对所有视星等B < 12的O型星，以及部分B = 12–14的恒星，获取高分辨率（R ~ 2500）蓝-紫外波段光谱。
• 使用标准化的光谱分类标准，处理并分类2,653条来自1,593颗恒星的光谱，涵盖所有B_ap ≤ 8.0的恒星及大部分B_ap = 8–10的恒星。
• 基于Tycho-2、约翰逊和2MASS数据，对所有恒星的测光（B_ap, J_ap）和WDS成员资格进行修订，对多星系统采用流量分配方法。
• 应用配对法检测DIBs，通过组合具有相似光谱型但消光不同的O型星光谱，增强对宽吸收特征的信噪比。
• 开发并发布了MGB工具，一个用于OB星光谱分类的交互式工具，支持双星系统（SB2）拟合与旋转指数估算。
• 使用包含恒星形成率恒定、Kroupa初始质量函数及标准消光律（R_V = 3.1）的简化模型，估算O型星表面密度及银河系总群体数量。

实验结果

研究问题

• RQ1 在太阳周围几kpc范围内，O型星的数量是多少？消光与本地泡对它们观测星等分布的影响如何？
• RQ2 先前分类为O型星的恒星中，误报的真实比例是多少？这些误分类如何影响群体数量估算？
• RQ3 能否在高分辨率GOSSS数据上，利用配对法以高置信度检测到4591 Å的弥散星际吸收带？
• RQ4 J_ap与B_ap星等分布的观测结果对银河系中O型星的空间分布及总数有何启示？
• RQ5 新开发的MGB工具在分类OB星方面效果如何，特别是在解析双星系统与测量旋转致宽方面？

主要发现

• GOSSS-DR1包含1,593颗O型星的2,653条光谱，是迄今最大规模的高分辨率O型星光谱集合，较以往调查增加约三倍。
• 该调查识别出449颗具有新或修订光谱型的恒星，包括109颗此前被误认为B型星的O型星，如I Cep AaAbB（O9.5 IV）和HD 93632（O5 III(f)var）。
• 在先前分类的O型星中，误报比例为4–5%，部分被误判的B型星（如BD +60 513、HDE 325516）因光谱混淆而被错误归类为O型星。
• 通过配对法以高置信度检测到4591 Å DIB，其波长与碳簇（coronene）和卵形烯（ovalene）阳离子一致，相邻4860 Å区域还发现一个具有双组分的宽DIB。
• 观测到的J_ap星等分布支持较高的O型星表面密度（30–40颗/kpc²）与单位距离的消光量（0.6–0.8 mag/kpc），结合径向梯度与双星系统影响，推算出银河系O型星总数为14,000–50,000颗。
• MGB成功用于建模SB2系统，例如HD 93161 A，拟合为HD 152590占60%与10 Lac占40%的混合，共八个可调参数，包括光谱型、光度级、径向速度、流量比和旋转指数。