高解像度赤外観測で探る赤化則：近赤外測光観測
東大・理 直井隆浩
田村元秀(国立天文台)、周藤浩士、村川幸史(ハワイ観測所)、中島康、長嶋千恵(国立天文台)、
永山貴宏、佐藤修二、長田哲也、加藤大輔、馬場大介(名古屋大学)、杉谷光司(名古屋市立大学)、神鳥亮(総研大)、大朝由美子(神戸大学)、中屋秀彦(ハワイ観測所)、IRSF/SIRIUSチーム ほか

近赤外測光観測にから減光
・はじめに・観測・結果・考察はじめに・星間減光- 固体微粒子(ダスト)・近赤外- 若い星のSEDに敏感- 比較的大きいダスト- Avの大きい領域

Draine and Lee (1984)はじめに・Rv(=AV/EB-V)
Visible – UV
ダストサイズ・ > 0.7μm
independent of Rv
Aλ∝λ-αCardelli et al. (1989)

α=1.61のとき、
EJ-H/EH-Ks = 1.52

はじめにL1251のAvとRvマップKandori et al. (2003)

はじめに
観測領域

E(J-H)/
E(H-K)

Photometricsystem

Dense and diffuse clouds
Coalsack Globule 2
M17
M17
Chamaeleon I cloud
Diffuse ISM
Diffuse ISM within 3kpc
Galactic center
luminous Southern stars
ρOphiuchi dark cloud
Dusty H II regions
G333.6 – 0.2
ρOphiuchi dark cloudρOphiuchi dark cloud
Taurus dark cloud
ISM to Galactic Center
Orion molecular cloud

2.09±0.10
2.08±0.03
1.95±0.27
1.88
1.80±0.03
1.76±0.04
1.74±0.12
1.70±0.14
1.64±0.26
1.64±0.23
1.63±0.20
1.62±0.02
1.60±0.04
1.57±0.03
1.56±0.05
1.50±0.09
1.28±0.02

AAO
CIT
SAAO
CIT
CIT
SAAO
SAAO
Johnson
SAAO
SAAO
ESO
ESO
CIT
CIT
CIT
CIT
KAO

Transform
to CIT
1.93±0.09
2.08±0.03
1.83±0.25
1.88
1.80±0.03
1.65±0.04
1.63±0.10
1.77±0.15
1.54±0.24
1.54±0.22
1.94±0.24
1.93±0.03
1.60±0.04
1.57±0.03
1.56±0.05
1.50±0.09-参照
Jones & Hyland(1980)
Racca et al.(2002)
Chini & Wargau(1998)
Jiang et al.(2002)
Gomez & Kenyon(2001)
Chini & Wargau(1998)
Matrin&Whittet(1990)
Rieke & Lebofsky(1985)
He et al.(1995)
He et al.(1995)
Chini and Krugel(1983)
Landini et al.(1984)
Elias(1978a)
Kenyon et al.(1998b)
Elias(1978b)
Becklin et al.(1978)
Davis et al.(1986)

CITへの変換式はBessel and Brett (1988)による[CIT]=0.922[AAO]=0.938[SAAO]=1.041[Johnson]=1.191[ESO]目的・ EJ-H/EH-Ks値に規則性が認められない導き方の問題- 手法が様々(分光・測光)- 変換式の利用

赤化ベクトル⇒信頼出来るEJ-H/EH-Ks値を導き、Regional variationを調べる
本研究
・JHKsバンド測光観測
・二色図の傾き(赤化ベクトルの向き)(EJ-H/EH-Ks)を「赤化則」と仮定
・へびつかい座、カメレオン座を五つの領域に分類し、赤化則を求めた

Lada and Adams (1992)

観測・観測場所：
南アフリカ・サザーランド観測所
・望遠鏡： IRSF1.4m
・観測装置： SIRIUS
画素スケール： 0.445秒角
視野： 7.6分角・積分時間： 10分
・限界等級(10σ)：
J, H, Ks〜19.0, 18.3, 17.0等
Band Number
J117804
H
121098
Ks
72166

Region
L1688
L1689
Cha I
Cha II
Cha III
off-Ophoff-Cha

Area
(平方度)
0.86
0.44
1.42
1.10
0.08
0.03
0.05

Number
JHKs
10707
10212
20127
23663
1076
663
750

観測
・へびつかい座
中低質量型星形成領域〜125pc
Av > 100 mag

・カメレオン座低質量型星形成領域〜160pcCha I > Cha II > Cha III

Vrba et al. (1993); Barsony et al. (1997)

Whittet et al. (1997)

Cha II

L1688
L1689

へびつかい座分子雲

Cha III

Cha I

カメレオン座分子雲
減光マップはCambresy (1999)より

結果(分布図)へびつかい座分子雲

結果(分布図)カメレオン座分子雲

Contour(カーネル法)
h=0.2

h=0.8

h=1.4

h=4.0

カーネル
積分
サンプル点

r
r
1 n ⎛⎜ x − X i ⎞⎟ρh(x, y)=K∑nh i=1 ⎜⎝ h ⎟⎠()r
r2 34
⎧r ⎪ 1− u
if u ≤ 1K(u)= ⎨πotherwise⎪⎩0

面積 1(＝確率分布)

結果(コンター)

へびつかい座分子雲

結果(コンター)

カメレオン座分子雲

Intrinsic color
ρi,j(EH−Ks , E J−H )= ∑ ∑ρk1,k2 ,off(H − Ks, J − H)ρk3 ,k4 ,on(H − Ks, J − H)
k1

k2

J-H

J-H

赤化

E(J-H)

ただし、k3 = i + k1 - i0
k4 = j + k2 - j0

E(H-Ks)

H-Ks

H-Ks

Color excess

Reference field(Intorinsic color)

Object field(赤化した観測結果)

結果(Reference field)

K-M type Giant

リファレンスフィールド

F-G type Giant

結果(Color excess)へびつかい座分子雲

結果(Color excess)カメレオン座分子雲

E(J-H)

EJ-H/EH-Ks

E(H-Ks)Color excess

・YSOs
相対的に数が少ないため、取り除くことが可能 Kenyon et al. (1998)
・銀河
やや赤化:
- J-H〜0.6-0.8,
H-K〜0.25-0.45 Frogel (1985)
・Foreground
無視出来る程度:- へびつかい座:
平均Av〜0.14 Vrba et al. (1993)

・EJ-H vs. EH-Ksダイアグラム上の「最高点」から「尾根」をプロット
・尾根の各点を最小二乗をフィット・測光エラーを0.10, 0.08, 0.06, 0.04と変えたときのmedian
・誤差=(最大値 - 最小値)/2

結果Region
L1688
L1689
Cha I
Cha II< EJ-H
2.00
1.75
1.75
1.75

EJ-H/EH-Ks（IRSF)
1.651±0.028
1.700±0.031
1.716±0.015
1.655±0.012

Cha III

1.50

1.705±0.022

1.57±0.03(CIT)
Kenyon, Lada & Barsony (1998)

1.80±0.03(CIT)
Gomez & Kenyon (2001)

Gomez
Cha I

L1689
L1688

Cha III

EJ-H/EH-Ksに明確な差は認められない

Cha IIKenyon

Model・ダスト- 形状： 球形、単一組成- サイズ分布： MRN- 組成：Draine and Lee (1984)
Graphite((para.+perp.×2)/3)(47%)"Astronomical" Silicate(53%)- minimum size = 0.005μm- maximum sizeをパラメータ・Rv(参考)〜3 "classical"サイズからダスト成長に伴って増加
・EJ-H/EH-Ks
ダスト成長に伴い減少

高分解能・Deep survey
・グロビュール
Coalsack Globule 2： EJ-H/EH-Ks =1.831±0.179
2視野、誤差が大きい

・EJ-H/EH-Ksマップ
L1688：10707個÷63(=9×7)視野=170個
Kandori et al. (2003)

・高AvのEJ-H/EH-Ks
密度大⇒ダスト成長⇒
赤化則は小さくなる⇒ベクトルが寝るまとめ
・へびつかい座、カメレオン座分子雲領域の近赤外測光観測をおこなった
・J-H vs. H-Ksダイアグラムの赤化ベクトルの向きを赤化則と仮定し、これを正確に求めた・二つの分子雲の五つの領域において、赤化則に明確な差は認められなかった・1.9-1.0の幅で、ダスト成長に伴い減少すると考えられる

高分解能・Deep survey
・Rvマップのような取り扱い方
・高AvにおけるEJ-H/EH-Ks