[论文解读] The Nearest OB Association: Scorpius-Centaurus (Sco OB2)

T. Preibisch, Eric E. Mamajek|ArXiv.org|Sep 2, 2008

Space Exploration and Technology参考文献 2被引用 17

一句话总结

本文对最近的高质​​量恒星形成区——蛇夫座-半人马座OB协会（Sco OB2）进行了全面研究，识别并表征了其三个子群——上天蝎（5 Myr）、上天蝎-路西达（16 Myr）和下天蝎-路西达（16 Myr）中的低质量恒星和棕矮星。研究建立了从0.1至20 M☉的初始质量函数，发现不同质量范围内的年龄一致，且约35%的成员仍存在碎片盘，支持初始质量函数未被截断，且恒星形成起源于触发机制。

ABSTRACT

We summarize observational results on the stellar population and star formation history of the Scorpius-Centaurus OB Association (Sco OB2), the nearest region of recent massive star formation. It consists of three subgroups, Upper Scorpius (US), Upper Centaurus-Lupus (UCL), and Lower Centaurus-Crux (LCC) which have ages of about 5, 17, and 16 Myr. In Upper Scorpius, numerous studies have recently revealed hundreds of low-mass association members, including dozens of brown dwarfs. The empirical mass function could be established over the full stellar mass range from 0.1 M_sun up to 20 M_sun, and was found to be consistent with recent determinations of the field initial mass function. A narrow range of ages around 5 Myr was found for the low-mass stars, the same age as had previously (and independently) been derived for the high-mass members. This supports earlier indications that the star formation process in US was triggered, and agrees with previous conjectures that the triggering event was a supernova- and wind-driven shock-wave originating from the nearby UCL group. In the older UCL and LCC regions, large numbers of low-mass members have recently been identified among X-ray and proper-motion selected candidates. In both subgroups, low-mass members have also been serendipitously discovered through investigations of X-ray sources in the vicinity of better known regions (primarily the Lupus and TW Hya associations). While both subgroups appear to have mean ages of ~16 Myr, they both show signs of having substructure. Their star-formation histories may be more complex than that of the younger, more compact US group. ... (abstract abbreviated; see paper for full abstract).

研究动机与目标

• 表征从0.1 M☉到20 M☉的蛇夫座-半人马座OB协会（Sco OB2）全质量范围的初始质量函数。
• 测定Sco OB2中低质量恒星的年龄，并与大质量成员比较，以检验其是否具有共同起源。
• 研究Sco OB2成员中原恒星盘（特别是碎片盘）的存在与演化。
• 利用多波段数据，探索三个子群——上天蝎、上天蝎-路西达和下天蝎-路西达的恒星形成历史。
• 评估OB协会中的初始质量函数（IMF）是否被截断，或与场星族IMF一致。

提出的方法

• 利用大规模多目标光谱巡天，在上天蝎识别出数百名低质量成员及数十名棕矮星。
• 结合X射线与自行选择的候选体，识别出较老的UCL和LCC子群中的低质量成员。
• 采用多波段观测（包括斯皮策望远镜数据），探测并表征Sco OB2成员中的原恒星盘。
• 分析径向速度与光度数据，推导出恒星与亚恒星天体的准确年龄与成员概率。
• 通过恒星种群的统计分析，构建全质量范围的实测初始质量函数（IMF）。
• 对大质量与低质量成员应用独立的年龄测定技术，以检验恒星形成 epoch 的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 Sco OB2中的初始质量函数（IMF）在0.1 M☉至20 M☉的全质量范围内是否与场星族IMF一致？
• RQ2 上天蝎中的低质量恒星是否与大质量成员具有相同的年龄（约5 Myr），表明存在共同的触发事件？
• RQ3 Sco OB2成员中，原恒星盘（特别是碎片盘）的普遍性及其演化状态如何？
• RQ4 较老的子群（UCL与LCC）是否表现出超越单一瞬时形成事件的复杂恒星形成历史迹象？
• RQ5 上天蝎的恒星形成是否可能由附近UCL集团的超新星或风驱动激波触发？

主要发现

• Sco OB2中的实测初始质量函数（IMF）在0.1 M☉至20 M☉的全质量范围内与场星族IMF一致。
• 上天蝎中低质量恒星的年龄分布狭窄，集中在约5 Myr，与大质量成员的年龄一致。
• 上天蝎的恒星形成过程可能由来自附近UCL子群的超新星或风驱动激波引发。
• 约35%的Sco OB2成员仍拥有冷而富含尘埃的碎片盘，表明盘演化与小行星形成仍在持续进行。
• 较老的子群（UCL与LCC）表现出结构子结构，且恒星形成历史比年轻而致密的上天蝎子群更为复杂。
• 同时存在吸积恒星与无盘恒星，以及碎片盘，支持盘演化在这些区域持续约10–16 Myr的演化场景。