[论文解读] The Optical Gravitational Lensing Experiment. Ages of about 600 Star Clusters from the LMC

G. Pietrzyński, A. Udalski|arXiv (Cornell University)|Oct 18, 2000

Astronomy and Astrophysical Research被引用 3

一句话总结

本研究利用 OGLE-II 巡天的深空测光数据，通过等时曲线拟合方法，对大麦哲伦云（LMC）中约 600 个星团进行了年龄测定。结果揭示了星团形成历史具有爆发性特征，存在三个明显的峰值，分别位于约 7 Myr、125 Myr 和 800 Myr，表明星形成呈周期性爆发；而小麦哲伦云（SMC）的年龄分布则更为均匀，表明这些爆发可能由大、小麦哲伦云之间的相互作用等外部触发机制引起。

ABSTRACT

We present results of age determination based on the standard procedure of isochrone fitting for about 600 star clusters younger than about 1.2 Gyr from the central parts of the LMC. Comparison of age distributions of star clusters from the LMC and the SMC shows that cluster formation histories are different in these galaxies. The age distribution of the LMC clusters reveals bursty nature of cluster formation in this galaxy, with contrast to the relatively uniform distribution of cluster ages in the SMC. We detected three extended peaks in the distribution of ages of LMC clusters, located at about 7 Myr, 125 Myr and 0.8 Gyr. All detected peaks have complex structure. While the structure of the youngest and the oldest peaks may be spurious due to accuracy of age determination, in the middle peak two evident sub-peaks at 100 Myr and 160 Myr are clearly seen. Similar peaks are seen in the distribution of ages of clusters from the SMC, which indicates that increased cluster formation ratio during these periods might be caused by the last encounter between the Magellanic Clouds. The sample of clusters from the LMC is overabundant in very young (<10 Myr) and old (>400 Myr) clusters, and underabundant in clusters having ages in the range from 80 to 15 Myr with respect to the studied sample of clusters from the SMC.

研究动机与目标

• 利用测光数据精确测定大麦哲伦云（LMC）中大量星团的年龄。
• 比较 LMC 与小麦哲伦云（SMC）的星团形成历史，识别星形成活动的差异。
• 探究 LMC 中周期性星形成是否与麦哲伦云之间的动力学相互作用有关。
• 评估在密集场中使用等时曲线拟合对年轻和年老星团年龄测定的可靠性与准确性。

提出的方法

• 利用位于拉斯坎帕纳斯天文台的 1.3 米华沙望远镜获取的 OGLE-II 巡天深 BVI 测光数据。
• 应用统计方法减去场星，以减少星团颜色-星等图（CMD）中的污染。
• 使用 Z = 0.008 的演化轨迹进行等时曲线拟合，并采用距离模数 18.24 mag。
• 采用多个等时曲线估计年龄不确定度，即取勉强拟合模型之间年龄差的一半。
• 基于 Udalski 等人（1999）的星际消光图进行去消光校正。
• 聚焦于年龄小于 1.2 Gyr 的星团，因为主序拐点在此范围内可被测光极限（V ≈ 21.5）探测到。

实验结果

研究问题

• RQ1 大麦哲伦云中星团的详细年龄分布是什么？
• RQ2 LMC 的星团形成历史与小麦哲伦云相比如何？
• RQ3 LMC 星团年龄分布中观察到的峰值是否真实，还是由测光不确定性导致的虚假现象？
• RQ4 LMC 中的周期性星形成是否由麦哲伦云之间的相互作用触发？

主要发现

• LMC 星团的年龄分布显示出三个显著峰值，分别位于约 7 Myr、125 Myr 和 800 Myr，表明星形成具有爆发性特征。
• 125 Myr 处的中间峰值包含两个独立的次峰，分别位于 100 Myr 和 160 Myr，统计上显著，很可能为真实现象。
• 最年轻和最年老的峰值可能受测光不确定性影响，但中间峰值具有高度稳健性且约束良好。
• 与 SMC 相比，LMC 中极年轻（<10 Myr）和极老（>400 Myr）星团数量偏多，而 80 至 150 Myr 之间的星团数量偏少。
• SMC 中存在相似的年龄峰值，表明 100 Myr 和 160 Myr 的爆发可能与麦哲伦云的最后一次相互作用有关。
• LMC 的星团形成历史显著比 SMC 更具爆发性，表明二者演化路径不同。