[论文解读] VISION - Vienna survey in Orion. III. Young stellar objects in Orion A

Josefa E. Großschedl, J. Alves+15 more|University of Hertfordshire Research Archive (University of Hertfordshire)|Oct 1, 2018

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 104被引用 14

一句话总结

本研究利用VISTA和多波段数据，对猎户座A分子云开展了一项全面的深度近红外巡天（VISION），识别出2,980个年轻恒星体（YSOs），并将其精细分类为188个原恒星、185个平坦谱源和2,607颗主序前星。研究通过显示平坦谱源的空间分布与高密度尘埃柱密度区域强烈相关，证实了平坦谱源比II类YSOs更年轻，而非仅仅是视线方向效应。

ABSTRACT

We have extended and refined the existing young stellar object (YSO) catalogs for the Orion A molecular cloud, the closest massive star-forming region to Earth. This updated catalog is driven by the large spatial coverage (18.3 deg$^2$, $\sim$950 pc$^2$), seeing limited resolution ($\sim$0.7$"$), and sensitivity ($K_s<19$ mag) of the ESO-VISTA near-infrared survey of the Orion A cloud (VISION). Combined with archival mid- to far-infrared data, the VISTA data allow for a refined and more robust source selection. We estimate that among previously known protostars and pre-main-sequence stars with disks, source contamination levels (false positives) are at least $\sim$6.4% and $\sim$2.3%, respectively, mostly due to background galaxies and nebulosities. We identify 274 new YSO candidates using VISTA/Spitzer based selections within previously analyzed regions, and VISTA/WISE based selections to add sources in the surroundings, beyond previously analyzed regions. The WISE selection method recovers about 59% of the known YSOs in Orion A's low-mass star-forming part L1641, which shows what can be achieved by the all-sky WISE survey in combination with deep near-infrared data in regions without the influence of massive stars. The new catalog contains 2980 YSOs, which were classified based on the de-reddened mid-infrared spectral index into 188 protostars, 185 flat-spectrum sources, and 2607 pre-main-sequence stars with circumstellar disks. We find a statistically significant difference in the spatial distribution of the three evolutionary classes with respect to regions of high dust column-density, confirming that flat-spectrum sources are at a younger evolutionary phase compared to Class IIs, and are not a sub-sample seen at particular viewing angles.

研究动机与目标

• 为猎户座A分子云（最近的巨质量恒星形成区）创建一个稳健、高灵敏度的年轻恒星体（YSOs）星表。
• 通过结合深度近红外（VISTA）和中远红外（Spitzer、WISE、Herschel）数据，减少YSO星表中的假阳性污染。
• 利用去消光的中红外谱指数，对YSOs进行演化阶段的精细化分类。
• 研究YSO演化类别与高尘埃柱密度区域的空间关系，以检验演化序列的有效性。
• 评估WISE巡天在未受大质量恒星主导区域中恢复低质量YSOs的有效性。

提出的方法

• 在猎户座A的18.3平方度区域（约950平方秒）内，利用VISTA的深度近红外巡天（Ks < 19等，分辨率约0.7角秒）获取数据。
• 将VISTA数据与档案中的Spitzer/IRAC、WISE和Herschel数据结合，以提升源的检测与分类精度。
• 应用去消光的中红外谱指数（α = d log(λFλ) / d logλ）对YSOs进行分类：原恒星（α ≥ 0.5）、平坦谱源（−0.5 ≤ α < 0.5）和II类（α < −0.5）。
• 利用WISE选择方法扩展覆盖范围，尤其在L1641区域实现更广覆盖。
• 通过与COUP巡天的X射线源交叉匹配验证YSO候选体，确认75%的新红外YSOs具有X射线对应体。
• 利用Herschel数据（AK > 0.8 mag）绘制尘埃柱密度图，以比较不同YSO类别的空间分布。

实验结果

研究问题

• RQ1 现有猎户座A YSO星表中的真实假阳性污染水平是多少？如何通过多波段数据降低该污染？
• RQ2 在未受大质量恒星主导的区域中，WISE全天巡天结合深度近红外数据，能在多大程度上恢复已知的低质量YSOs？
• RQ3 平坦谱YSOs的空间分布是否与高尘埃柱密度区域显著相关，表明其处于更年轻的演化阶段？
• RQ4 平坦谱源是否代表一个独立的演化阶段，还是仅仅是特定视线方向或视角下观测到的II类或原恒星？
• RQ5 原恒星和平坦谱源的分布与II类YSOs相比，在致密核区的分布有何差异？

主要发现

• 新YSO星表共包含2,980个源：188个原恒星、185个平坦谱源和2,607颗带盘的主序前星，分类基于去消光谱指数。
• 原恒星的假阳性污染估计约为6.4%，II类YSOs约为2.3%，主要源于背景星系和星云状天体。
• WISE/VISTA选择方法在低质量恒星形成区L1641中恢复了约59%的已知YSOs，证明了全天巡天与深度巡天结合的强大能力。
• 平坦谱源与高尘埃柱密度区域（AK > 0.8 mag）的空间相关性显著强于II类YSOs，表明其在物理上更年轻，而非仅仅是视线或视角效应。
• 原恒星与高柱密度区域的关联最强，证实其位于恒星形成最早、嵌入最深的阶段。
• 在COUP观测区域内新识别出的红外YSOs中，75%具有X射线对应体，为YSO选择方法提供了强有力的独立验证。