[论文解读] The Hubble Space Telescope UV Legacy Survey of Galactic Globular Clusters

F. Lucertini, D. Nardiello+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2021

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 36被引用 5

一句话总结

本研究提出一种新方法，利用哈勃空间望远镜的紫外数据估算五个银河系球状星团中多个星族的相对年龄。通过分析颜色-星等图和双色图，发现第一代（POPa）和后续代（POPb）星族在220至634 Myr内共存，表明各星团间年龄差异极小。

ABSTRACT

Aims. We present a new technique to estimate the relative ages of multiple stellar populations hosted by the following five globular clusters: NGC 104 (47 Tuc), NGC 6121 (M 4), NGC 6352, NGC 6362, and NGC 6723. Methods. We used the catalogs of the database HST UV Globular Cluster Survey to create color-magnitude and two-color diagrams of the globular clusters. We identified the multiple populations within each globular cluster, and we divided these into two main stellar populations: POPa, or first generation; and POPb, which is composed of all the successive generations of stars. This new technique allows us to obtain an accurate estimate of the relative ages between POPa and POPb. Results. The multiple populations of NGC 104 and NGC 6121 are coeval within 220 Myr and 214 Myr, while those of NGC 6352, NGC 6362, and NGC 6723 are coeval within 336 Myr, 474 Myr, and 634 Myr, respectively. These results were obtained combining all the sources of uncertainties.

研究动机与目标

• 开发一种利用哈勃紫外数据估算球状星团中多个星族相对年龄的新方法。
• 确定球状星团中第一代（POPa）和后续代（POPb）恒星是否存在显著的时间延迟形成。
• 通过精确的测光分析评估不同星团中多星族的共存性。
• 通过综合分析中所有误差来源，量化年龄估计的不确定性。
• 增进对球状星团中多星族形成历史与演化过程的理解。

提出的方法

• 利用哈勃空间望远镜紫外球状星团巡天项目提供的星表，提取五个银河系球状星团的测光数据。
• 构建颜色-星等图和双色图，以识别每个星团中的不同星族。
• 将恒星分类为两类主要星族：POPa（第一代）和POPb（所有后续代）。
• 应用一种基于颜色-星等图形态特征的新年龄测定技术，估算相对年龄。
• 综合所有误差来源，推导POPa与POPb之间年龄差异的稳健置信区间。
• 使用统计建模方法评估在估计不确定性范围内各星团内的共存性。

实验结果

研究问题

• RQ1 球状星团中第一代（POPa）和后续代（POPb）恒星是否在观测不确定性范围内共存？
• RQ2 这些星团中第一代与后续代恒星之间的最大年龄差异是多少？
• RQ3 该新测光技术相比以往方法在多大程度上提高了相对年龄估计的精度？
• RQ4 不同球状星团中的多星族是否表现出一致的形成 timescales？
• RQ5 综合所有误差来源对最终年龄差异估计有何影响？

主要发现

• 在NGC 104（47 Tuc）和NGC 6121（M 4）中，多星族共存于220 Myr和214 Myr以内。
• 在NGC 6352中，POPa与POPb之间的年龄差异在336 Myr以内。
• 在NGC 6362中，星族共存于474 Myr以内。
• 在NGC 6723中，年龄差异被限制在634 Myr以内。
• 所有年龄估计均通过综合所有误差来源获得，确保了稳健的误差边界。
• 结果表明，这些星团中第一代与后续代恒星的形成之间时间延迟极小。