SFN

THE STAR FORMATION NEWSLETTER

No.291 - 14 March 2017

 

2017/04/28



16-20

泉奈都子

16. X-Shooter spectroscopy of young stellar objects in Lupus.

Atmospheric parameters, membership and activity diagnostics

17. The evolution of protoplanetary disks from their taxonomy in

scattered light: Group I vs Group II

18. Very High Excitation Lines of H

2

in the Orion Molecular Cloud

Outflow

19. Dissecting the molecular structure of the Orion B: Insight from

Principal Component Analysis

X-Shooter spectroscopy of young stellar objects in Lupus

A. Frasca et al. Accepted by A&A https://arxiv.org/pdf/1703.01251

Determination of atmospheric parameters from X-shooter spectra of

102 YSO candidates

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Targets: 102 YSO candidates in Lupus I, II, III, and IV clouds

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太陽に近く（150-200 pc）、Class II, ClassIII天体を多く含んでおり、さら

に減光も他の星生成領域に比べると小さい (→ 研究しやすい)

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先行研究では可視-赤外の撮像、分解能の低い分光データが用いられていた

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Atmospheric parameterが求められているのは殆どClass IIIの天体

→ 102個のYSO candidates (95: Class II, 7: Class III) についてVLT/X-shooter のデータを用いてparameterを調べる

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Data sample

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Telescope: VLT

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Instrument: X-shooter (wide band & intermediate resolution spectrograph)

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Paramaters

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Results

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ROTFIT code を用いて、各天体においてEffective temperature (Teff), surface

gravity (log g), radial velocity (RV), projected rotational velocity (v sin i) を導出

‣ エラーの中間値: σTeff = 70 K, σlog g = 0.21 dex, σRV = 2.3 km/s, σv sin i = 4 km/s

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13/102 はLupusに属するメンバーではないと判断 (by their RV, very low log g)

‣ 少なくとも11個は背景にあるGiants (RGBかAGB phase) で、そのうちの2つは

lithium-rich giantsと判明

Giants ?

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Results

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Teff - Hα flux の関係より Class IIIのemissionは chromosphericの活動のみが見られ

るのに対し、 Class IIは chromosphericの活動, accretionの両方（ボーダー近く） が見られる Class II White&Basri(2003) の基準により、 accretionしていると考えられるもの Class III Transition disk accretion chromospheric emission Border

(by Frasca et al. 2015)

Bolometric flux (FHα/σTeff4)

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Flux per unit surfaceとaccretion luminosityに強い相関がある

→先行研究で示唆されていた line-luminosityとaccretion luminosityの相関は

calibration effectによるもの"ではない"ことを確認

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Results

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FCall1842/FCall8498 はほぼ低い値をとる

→ Optically thick emission source を示す

  → photosphereの近くでaccretion shock起こる

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FHα/FHβ は低い ~ 高い値両方を示す

→高い値はoptically thick emission を示す

  →バルマー輝線はCall とは異なる領域から放射されている

The evolution of protoplanetary disks from their taxonomy in

scattered light: Group I vs. Group II

A. Garufi et al. Accepted by A&A https://arxiv.org/pdf/1703.01512

Near-IR observations of 6 Group II disks in scattered light

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Group I disk vs. Group II disk

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MIR-FIRにおいてSEDを単一のpower-lawでfit できる: Group II

→幾何学的に薄くてフラットな円盤 (flat disk)

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単一のpower-lawに加えて低温の黒体放射成分を持つ: Group I

→外側に向かってスケールハイトが大きくなる円盤 (flaring disk)

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元々、Group I から Group II への進化が考えられてきたが、近年の観測結果

（e.g. Group Iにギャップ、穴が見つかったのにGroup IIでは見つからない…） からは否定され、異なる進化トラックに乗っていることが示唆されている

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Group Iの方がよく観測、研究が進んでいる

→ Group IIにおいてNIR-IRのscattered lightの観測を行い、Group Iとの比較

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Sample

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6 Group II diskを観測

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archive dataから11 B-F type star

(10: Group I, 1: Group II) を比較用に追加

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Observation

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Telescope: VLT

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Instrument: AO-assisted NAOS/CONICA

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Mode: Polarimetric Differential Mode

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Results

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3/6 で検出

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HD163296ではCO snowlineとおそらく関連 しているring-structureを検出

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HD152404 (AK Sco)とHD142666では100 AU以下のコンパクトなdisk構造を検出

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Group I, Group IIの違いは 5 AU 以上の大き なdisk cavity の有無によるものと判明

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Group I から IIへの進化を示す証拠はみつ からなかった

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Conclusion

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Group IIはGroup Iが進化したものではない

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Group IIの中でさらにいくつかの分類に分けられる

‣ HD163296: Group Iの前段階

Very High Extinction Lines of H2 in the Orion Molecular

Cloud Outflow

T. R. Geballe et al. Accepted by ApJ http://arxiv.org/pdf/1702.06184

K-band spectral observation of OMC-1 outflow

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先行研究 Pike et al. 2016 (ApJ)

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Harbin-Hero 7 (HH7) bowshock に対するK-bandの

分光観測を実施

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励起温度 6000 K ~ 50000 K の範囲のH2 輝線を検出

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ガス運動温度を2温度モデルで導出 ‣ 98.5 %のガス: T = ~ 1800 K (ショック後の振動 励起分子ガスでよく見られる値) ‣ 1.5 %のガス: T = ~ 5000 K ↑ 5000 Kはまだ理論的に説明されていないが、 他のショック領域でも同様の傾向が見られるか どうか調べたい (Hot H2 は普遍的なものなのか？)

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Observation

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Telescope: Gemini

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Instrument: GNIRS (near-infrared

spectrograph)

→ OMC-1内のショックが起こった領域で、 同様にK-band の分光観測を行う

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Results

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OMC-1でも~5000Kのガスが数%存在する

Dissecting the molecular structure of the Orion B cloud:

Insight from Principal Component Analysis

P. Gratier et al. Accepted by A&A https://arxiv.org/pdf/1701.04205

Principal component analysis for Orion B cloud

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背景

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観測技術の向上により、複数の輝線マップを簡単に取得できるようになった

→ 多輝線データを用いた統計的な手法により、詳細な放射輸送や化学モデルを

  考えずに星間物質の物理構造を調べたい

→ Orion Bを例にPrincipal Component Analysis (PCA) を用いた解析を行う

http://cnx.org/resources/269e78e2506cdbdc7f45ca17bb7d83491ce0c644/pca.jpg

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Principal Component Analysis (PCA): 主成分分析

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相関のある多数の変数から相関のない少数で全体のばらつきを最もよく表す

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Data

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Results

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Results

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第1-3主成分(PC1-PC3)とH2の柱密度,体積密度、UV radiation fieldの相関

‣ 観測値（今回用いたemissionとは独立した値）から導出した値と比較

‣ _{スピアマンの相関準位係数より、それぞれと良い相関を持つことを確認}

Thermochemical modelling of brown dwarf disks

A.J. Greenwood et al. Accepted by A&A http://arxiv.org/pdf/1702.04744

Thermochemical modelling of brown dwarf protoplanetary dies

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Brown dwarf protoplanetary disk

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観測よりT tauri disk と似た構造をしている（スケールを小さくしただけ）こと

が示唆されている

  → T tauri diskと同様の形成、進化をたどる？

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現状ではALMAでさえも分解できていないことが多く（r ~ 10 AU）、またCO,

continuumなどしか検出されていない

→ Thermodynamical modelを用いて、将来的にALMAで検出されるであろう、

  disk内のHCN, HCO+, COの同位体などの観測結果を予想する

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Model

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Code: ProDiMo code

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ρOph 102における12_{CO(3-2), continuum}などの観測結果を用いてモデル

（small grid of brown dwarf model）を作成

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T tauri diskと同様の物理・化学プロセスをたどることを仮定

↑Brown dwarf diskについて、観測結果と2-D radiation thermochemical model

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12CO(3-2)

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Parameter

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Model

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Results

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brown dwarf diskにおけるHCO+, HCN, COのflux ratioはT tauri diskと同様と予想