[论文解读] The Gould's Belt distance survey

Laurent Loinard, A. J. Mioduszewski+4 more|arXiv (Cornell University)|Mar 3, 2011

Regional Economic and Spatial Analysis被引用 5

一句话总结

本文介绍了金牛-御夫星盾距离调查（The Gould’s Belt Distance Survey），这是一项利用甚长基线干涉测量（VLBA）进行大规模甚长基线干涉测量天体测量的项目，旨在以亚百分之一的精度测量约200颗年轻恒星在五个邻近恒星形成区（蛇夫座、金牛座、英仙座、巨蟹座、猎户座）的三角视差和自行。该调查解决了这些区域距离的长期不确定性，使局部恒星形成过程的三维运动学与结构建模，以及金牛-御夫星盾的起源得以精确揭示。

ABSTRACT

Very Long Baseline Interferometry (VLBI) observations can provide the position of compact radio sources with an accuracy of order 50 micro-arcseconds. This is sufficient to measure the trigonometric parallax and proper motions of any object within 500 pc of the Sun to better than a few percent. Because they are magnetically active, young stars are often associated with compact radio emission detectable using VLBI techniques. Here we will show how VLBI observations have already constrained the distance to the most often studied nearby regions of star-formation (Taurus, Ophiuchus, Orion, etc.) and have started to provide information on their internal structure and kinematics. We will then briefly describe a large project (called The Gould's Belt Distance Survey) designed to provide a detailed view of star-formation in the Solar neighborhood using VLBI observations.

研究动机与目标

• 解决长期以来困扰恒星光度、质量与年龄精确测定的邻近恒星形成区距离不确定性问题。
• 利用甚长基线干涉测量天体测量技术，对太阳系附近的年轻致密天体直接提供高精度的三角视差测量。
• 以前所未有的精度绘制金牛-御夫星盾内恒星形成区的三维空间分布与内部运动学特征。
• 通过精确测定其组成区域的距离，阐明金牛-御夫星盾的起源与结构。
• 确定像猎户星云复合体这样的延伸区域不同部分是否处于显著不同的距离上，如部分观测所暗示的那样。

提出的方法

• 利用多历元甚长基线干涉测量（VLBI）观测，以微角秒级精度测量天球上致密射电源的视运动。
• 通过将观测到的轨迹拟合到结合椭圆视差与线性运动的模型，测量年轻恒星的视差与自行。
• 利用升级后的甚长基线阵列（VLBA）的高灵敏度，探测并跟踪磁活动年轻恒星发出的致密射电辐射。
• 利用扩展甚大阵列（EVLA）在VLBA观测前识别具有强而稳定射电发射的合适目标。
• 开展为期4年的VLBA观测活动，总观测时长达2,000小时，实现对约200颗年轻恒星的亚百分之一距离精度测量。
• 整合多个历元的数据，通过天体测量解算方法建模恒星形成区的三维结构与运动学特征。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否以亚百分之一的精度确定金牛座、蛇夫座、英仙座、巨蟹座与猎户座恒星形成区的真实三角视差与距离？
• RQ2 如部分观测所暗示，猎户分子云复合体的不同部分是否处于显著不同的距离上？
• RQ3 金牛-御夫星盾区域内年轻恒星的三维空间分布与内部运动学特征如何？
• RQ4 从VLBI视差得出的距离与以往的测光与统计估计结果相比如何？
• RQ5 脉泽与磁活动恒星在实现年轻致密天体高精度天体测量中起到何种作用？

主要发现

• VLBI观测已对T Tau Sb实现高精度距离测量，证实了同时包含自行与视差分量的视差解。
• 蛇夫座区域的距离被确定为140 ± 10 pc，解决了以往测光与动力学估计之间的分歧。
• 猎户星云区域的距离现被确定为414 ± 7 pc（Menten et al. 2007）与418 ± 6 pc（Kim et al. 2008），独立测量结果高度一致。
• 金牛座区域的距离估计为140 ± 10 pc，与近期VLBI结果一致，并解决了早期的不确定性。
• 英仙座区域的距离测量为260 ± 10 pc，为金牛-御夫星盾的结构提供了关键基准。
• 该调查表明，巨蟹座区域很可能位于160 ± 10 pc的距离上，与猎户座 Rift 明确区分，解决了以往的模糊性。