銀河系研究会 @国立天文台
2006.2.20

近赤外サーベイ観測による銀河系中心領域における若い星の選出

村井 優香（京大）
長田哲也、永山貴宏（京大）、西山正吾（名大）IRSF/SIRIUSグループ
IRSF/SIRIUSグループ

１．イントロダクション
目標：：
銀河系の中心部における銀河系の中心部における若い星(O型星、、YSOs)若い星(O型星YSOs)の数と分布を知る
Î銀河中心の最近数Myrの星形成の様子
銀河中心の最近数Myrの星形成の様子

銀河系のバルジ・・・古い(〜8Gyr)星がほとんど
しかし、中心数100pc以内では、直近（<数Myr）に星形成

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＜銀河中心での直近（<数Myr）の星形成＞
銀河中心数100pc以内の領域 （厚み約50pc）

銀緯(°)

10-132

1 150pc 0 銀経(°) -1-2-3

電波連続放射 3cm (Cox et al. (1989))

H2 ： 銀河系全体の10% ←星形成の原料
紫外光 ： 銀河系全体の5-10% ←大質量星(年齢〜数Myr)→ この領域(CMZ)“を近赤外線でサーベイ
個々の若い星を選出
Central Molecular Zone Î(CMZ)”

IRSF 1.4m望遠鏡
＠南アフリカ天文台（南緯32度）（南緯32度）+SIRIUS

近赤外3バンド同時撮像
J (1.25μm), H (1.63μm)
Ks(2.14μm)
pixel scale : 0”.45/pixel
FOV:7’.72

＜銀河中心での直近（<数Myr）の星形成＞

銀河中心

銀河中心数100pc以内の領域 （厚み約50pc）

銀緯(°)

10 2°
-132

1 150pc 0 銀経(°) -15°

-2-3

電波連続放射 3cm (Cox et al. (1989))
IRSF/SIRIUS 近赤外J,H,Ks 3色合成

H2 ： 銀河系全体の10% ←星形成の原料紫外光 ： 銀河系全体の5-10% ←大質量星(寿命〜数Myr)→ この領域(CMZ)“を近赤外線でサーベイ
個々の若い星を選出
Central Molecular Zone Î(CMZ)”

EN

1°×1°
(81視野)
1°Ù
150pc
@GC
銀河面
銀河中心
J, H, Ks
３色合成

本研究の解析領域

3N
E

2つの星団

Arches（＃１７）

銀河面
30pc

銀河中心
J, H, Ks
３色合成

Quintuplet

高密度な星団 (M〜104Msolar , r＜1pc)
IMF slopeが太陽近傍より緩やか大質量星 (O型星、post MS(WR,LBV)) 多数
年齢〜数Myr２．解析方法（選出条件）
銀河面上のダストによる赤化を受けたバルジの赤色巨星

E(J − H )E ( H − Ks )= 1.72 ± 0.04
Nishiyama (2006)(ApJ accepted)

赤化を受けたOB型星＝＞区別可能OB dwarf(J-H) vs (H-Ks) 2色図 (ある1視野 : (l,b)=(0.05,0.4) )4

Xに射影した
ヒストグラムYσ〜0.06

0.18〜3σ
O型星

YSOs

X
◎若い星の選出 ：色 (X)Y ：赤化の向きと平行
X ：赤化に影響されないXに射影したヒストグラムYσ〜0.06

0.18〜3σ
O型星

YSOs

X

Y ：赤化の向きと平行
X ：赤化に影響されない◎若い星の選出 ：色 (X)◎視線上で銀河中心に限定：赤化量 (Y)Dutra et al.(2003) 減光マップ
Î各視野に対して行う

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Xに射影した
ヒストグラムY
σ〜0.060.18〜3σ
O型星

YSOs

X

Y ：赤化の向きと平行
X ：赤化に影響されない◎若い星の選出 ：色 (X)◎視線上で銀河中心に限定：赤化量 (Y)Dutra et al.(2003) 減光マップ◎AGB星を除く：補正した明るさ（距離指数14.5mag+減光量）

O stars + YSOs : 878個

３．結果

O stars: 532個

(total : 9万天体)

●光度関数

10等級

15観測値(O stars+YSOs)-5
スペクトル型 O3 O5等級

-4O7

O9補正値(O stars)
距離指数（14.5mag）＋減光量

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●分布
O stars + YSOs
(878個)(532個)
赤：候補星
黒：
サチらず
限界等級を超えず
測光エラー＜0.05等(約9万天体)領域内に散在する候補星●減光量分布と比較

候補星：減光量分布に沿って分布Î減光の大きい視野では、late Oは銀河中心まで見通せていないÎ下限値（選出された数）

銀緯(°)

・測光エラーの制限(<0.05mag)・O型星だが赤色巨星と観測されるもの減光量(等)
O+YSOs(878)銀経(°)

Dutra et al.(2003)
減光マップ

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●赤色巨星混入の評価

Y-3σ選出X
O+YSOs(878個) Í 110個
：コンタミネーション
O(532個) Í 91個
O型星候補の数 ＞ 532−91 〜 400個 / 150×150 pc2
深さの不足・測光エラーの制限・O型星の色のばらつき●Star Formation Rate (SFR)

もとのIMF（α）=＞星形成率 ( Msolar yr-1 )※星形成はcontinuous を仮定

log (数密度)

O型星＞ 400個 / 150×150 pc2

選出した
O型星の個数

0.1IMF

Salpeter（α= 2.35）
2.35）
太陽近傍

現在のMF（×寿命）120log M (Msolar)

120

Arches （α= 1.6）
1.6）
lower_initial
銀河系中心部の星団 （M ）solar(Figer et al(2003))-1 / 150×150 pc2
SFR ＞ 0.02
0.01-0.04 Msolar yr0.01
1SFR（Msolar yr-1）

0.04

0.01

0.18

●Star Formation Rate (SFR)
SFR ＞ 0.01-0.04 Msolar yr-1 / 150×150 pc2
Quintuplet, Arches ：<質量>数×104 Msolar<年齢>数×106 yrÎ 〜0.01 Msolaryr-1 / 星団

： これ以上の星形成（150pc四方で星団以外に）Figer(2003) : 星質量 Î 0.02 Msolaryr-1/ 銀河中心から半径30pc以内
面密度で小さい ：下限値であるからよい・星形成が中心集中？

●number of UV photon (NLyc)
NLyc ＞ 6-9×1051 photons s-1 / 150×150 pc2
Quintupletの大質量星 Î 0.8×1051 photons s-1
Archesの大質量星 Î 4 ×1051 photons s-1

Mezger & Pauls (1979) ：CMZ全域 Î 1.7×1052 photons s-1：約半分を説明可能

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６．まとめ◎銀河中心150pc四方の領域で若い星(O型星、YSOs)を選出（近赤外2色図を用いて）◎O型星候補532個、O型星+YSOs候補878個（赤色巨星の混入が約100個）◎領域内に散在する候補星◎（下限値として）星形成率は0.01-0.04Msolaryr-1、UV photonは6-9×1051photons s-1◎課題： 解析領域の拡大、銀経・銀緯依存性
分光観測による同定（スペクトルアトラス： Hanson et al., 1996・2005）

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