[论文解读] XMM-Newton observation of the young open cluster Blanco 1. I. X-ray spectroscopy and photometry

I. Pillitteri, G. Micela+3 more|ArXiv.org|Mar 12, 2004

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 23被引用 11

一句话总结

本研究利用XMM-Newton数据对年轻疏散星团Blanco 1进行了首次X射线谱线和光度测量，检测到190个X射线源，对星团成员的检测完整度达88%。静止X射线谱的最佳拟合为双温度等离子体模型（0.3 keV 和 1 keV），表明日冕发射与其它年轻星团（如昴星团）一致。

ABSTRACT

We present an X-ray study of the high metallicity young open cluster Blanco 1 based on XMM--Newton data. X-ray spectroscopy of cluster members is presented for the first time as well as new X-ray distribution functions of late-type stars. We detected all known dF and dG stars in the EPIC field and 80% and 90% of dK and dM stars, respectively. The X-ray spectral analysis of the X-ray brightest cluster stars and X-ray color analysis of a larger sample show that a model with two temperatures (at about 0.3 and 1 keV) explains the quiescent activity phase spectra. We discuss also the nature of unidentified X-ray sources in the observed region and their X-ray spectral properties.

研究动机与目标

• 利用XMM-Newton对年轻疏散星团Blanco 1中晚型恒星进行首次X射线谱线分析。
• 与以往的ROSAT观测相比，提高星团成员的检测完整度。
• 分析星团中dF、dG、dK和dM型恒星的X射线光度分布（XLDs）。
• 研究未识别X射线源的光谱特性，并评估其可能的星团成员身份。
• 探讨高金属量（[Fe/H] = +0.23 dex）对年轻恒星X射线活动及日冕发射的影响。

提出的方法

• 利用XMM-Newton的EPIC相机（MOS1、MOS2和pn）对50 ksec观测进行X射线数据采集。
• 对MOS和pn数据的合并数据集应用基于小波的源检测算法，以最大化灵敏度和检测完整度。
• 使用XSPEC拟合工具对6个明亮星团源进行低分辨率X射线谱线分析，以模拟等离子体发射。
• 将X射线谱拟合为单温度和双温度热等离子体模型（APEC），以表征日冕温度和发射量。
• 利用两个色指数的X射线色-色图对光谱类型进行分类，并与已知星团成员进行比较。
• 将X射线源与光学/红外星表（GSC-II、USNO-B1、2MASS）交叉识别，以评估成员身份和光谱类型。

实验结果

研究问题

• RQ1 高金属量疏散星团Blanco 1中活跃恒星的X射线谱能谱分布如何？
• RQ2 Blanco 1中dM型恒星的X射线光度分布与昴星团及其他年轻星团相比有何异同？
• RQ3 场中未识别X射线源的本质是什么？其中是否有源的光谱特性与星团日冕一致？
• RQ4 Blanco 1的高金属量在多大程度上影响了观测到的X射线日冕发射特性？
• RQ5 星团中的X射线发射能否用双温度等离子体模型解释？与其它年轻恒星星团相比有何异同？

主要发现

• XMM-Newton检测到190个X射线源，对星团成员的检测完整度达88%——高于先前ROSAT观测的61%。
• 星团中最亮恒星的X射线谱最佳拟合为双温度等离子体模型，温度分别为~0.3 keV和~1 keV，表明存在静止日冕活动。
• 两个温度组分的发射量相近，表明日冕中冷等离子体与热等离子体的贡献均衡。
• 一颗耀发的低质量恒星（编号26）表现出软X射线谱，最佳拟合为~0.65 keV的单温度模型，且具有高吸收（NH ~1.6×10²¹ cm⁻²），但其低丰度（0.03 Z☉）提示可能存在非太阳化学组成。
• 一颗M1Ve光谱型恒星（BLX 16，编号169），X射线光度log LX = 29.13，与星团成员身份一致，且其X射线发射特征符合dM型恒星特征，表明其可能为新的低质量星团成员。
• 未识别源（共64个）表现出多样的X射线色指数；其中两个源的光谱特性与星团日冕一致，表明其可能为新星团成员或活跃的场星。