Et forsøg på vurdering af reddening

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

I en tidligere tråd (‘Jacobb’s bobble’)forsøgte jeg at bedømme reddening og extinction af stjerner ved hjælp af farve-farve plot og brug af M67 som reference i mangel af data for ZAMS locus (se evt. senere.ZAMS data har jeg nu og har derfor forsøgt samme øvelse, men i en lidt ændret form og i et andet felt. Førstnævnte for at lære et par metoder og sidstnævnte for at sammenligne egne resultater med publicerede data: Jeg har set på Rosetta tågens centralt placerede åbne stjernehob NGC 2244 baseret på fotos optaget gennem min GSO 8″ RC + 0.75x reducer.

For tålmodige og nørdede sjæle poster jeg her et sammendrag af arbejdet baseret på data optaget hin mindeværdige nat d. 24/11 2013, hvor transparens og seeing var helt i top. Data er optaget med et ST-402 kamera uden anti blooming gates fra SBIG og gennem Johnson fotometri filtre i blå (B), grøn (V) og infrarød (I). Der er optaget 10 frames a 3 min i V og I; og 10 frames a 6 min i B. Hver frame er dark- og flat kalibreret og frames i hver kanal efterfølgende median stakket. Det endeligt sæt B,V og I fotos har en opløsning på ca. 1.55 x 1.55 s^2 pr pixel og et FOV på ca. 20′ x 13′. Det aktuelle felt er vist på nedenstående foto sakset fra R. Gendlers forrygende Rosetta billede, mens det efterfølgende farvefoto (hvor I er lagt i rød kanal) viser egen optagelse efter overdreven manipulering af såvel farver som billeddynamik og kraftig glatning af feltets emissioner og støvskyer.

Feltet indeholder bl.a. fire O stjerner og 27 B stjerner (alle blå stjerner i ovenstående foto), hvoraf de kraftigste bloomer voldsomt efter mætning grundet kameraets mangel på antiblooming gates. Den kraftigt lysende røde stjerne nederst til venstre er 12 Mon (HD46241), en K0 stjerne som ikke tilhører NGC2244. Bemærk i øvrigt, at kombinationen af de benyttede filtre spærrer helt for H-alfa. Kan de grønne områder derfor stamme fra OIII emission (center lambda gennem V filter: ca 5200 Å)? Og kan de (Infra-)røde områder (center lambda gennem I filter: ca. 8000 Å) evt. blot vise tilstedeværelsen af varmt støv??

Instrument lysstyrken for hver af 1376 stjerner i B, 2073 stjerner i V og 2054 stjerner i I er ekstraheret og beregnet v.h.a. CCDSoft, men kun 735 kan følges på både B og V billedet, 717 på både B og I billedet, mens kun 636 stjerner kan følges på alle 3 billeder. Den endelige kalibrering af den tilsyneladende lysstyrke er baseret på data fra UCAC4 kataloget fra 2012 (I/332A i Vizier databasen). Den nedre lysstyrke grænse for stjerner i mætning antydes af nedenstående plot, som viser katalog magnitude V plottet mod instrument magnitude for ca. 30 referencestjerner samt den bedst fittede regressionslinie. Regressionen ses at passe fint fra ca. mag 10.

Hobens alder og sammensætning af stjernetyper antydes ved stjernernes placering i HR diagrammet, som vises i nedenstående figur ved et plot af tilsyneladende lysstyrke i V mod B-V farveindeks (farve-lysstyrke diagram). Grafens sorte prikker viser de enkelte stjerners placering, mens den indsatte figur i øverste venstre hjørne skitserer et (udglattet) konturplot af de samme data. I begge figurer ses tydeligt 2 adskilte populationer: Dels en population af stjerner, som generelt følger HR diagrammets linie for hovedseriestjerner og dels en mindre population forskudt mod et mere rødt farveindeks. I de videre plots vises denne population (som arbitrært er sat til at være stjerner til højre for pilen i den indsatte kontur-graf) med en rød ring.

Selvom diagrammets stjerner med den højeste lysstyrke synes at være på vej væk fra hovedserien, er dette dog et artefakt forårsaget af den tidligere omtalte mætning.

P.g.a. et usikkert lysstyrkeestimat for de svageste stjerner har jeg efterfølgende kun benyttet stjerner med lysstyrke lavere end 19. I nedenstående plot ses dels farvelysstyrke diagrammet for tilsyneladende mag V plottet mod B-V, og dels et plot af absolut V for ZAMS (zero age main sequence: Den linie stjerner ligger på, når de overgår fra pre-hovedserie stjerner til hovedserie stjerner, d.v.s. når stjernen er så massiv, at brint fusionen sætter ind). Estimat af hobens afstand og ‘reddening’ er bestemt ved parallelforskydning af ZAMS til det (visuelt vurderet) bedste sammenfald med farve-lysstyrke diagrammets hovedseriestjerner. Figurens to pile viser forskydningen: Lodrette vektor angiver afstandsmodulus før korrektion for ekstinction, mens den vandrette vektor viser hobens generelle (interstellare?) reddening E(B-V). Forskydningsvektorens koordinater er ca. (0.5, 12), hvoraf beregnes at den endelige lysstyrken skal reduceres med

0.5*3.2 = ca. 1.6 magnituder.

Via afstandsmodulus kan afstanden beregnes til ca. 1200 pc eller ca. 4000 lå.Disse estimater ligger tæt på flere enlkelte publicerede værdier, men afstandsestimatet ligger godt 20% fra den generelt benyttede på ca. 1500 pc.

De rødt markerede stjerner i plottet ligger forskudt langt mod rødt også efter korrektion for generel (interstellar?) reddening. Det antyder et betydeligt overskud i nærinfrarødt (NIR), som især ses hos præ-hovedserie stjerner (med og uden støvskiver), og hos stjerner observeret gennem mere eller mindre støvrige områder. Der sker fortsat stjernedannelse i området, og derfor kan en del af disse stjerner være præ-hovedserie stjerner, men også stjerner observeret i feltets mere støvrige områder. I nedenstående figur har jeg givet gamma fuld skrue i det oprindelige foto for at fremhæve lokale støvrige områder. Stjerner, som i flg. farve-lysstyrke diagrammerne ligger på hovedserien, er på dette foto overlagt en sort prik, mens ovenstående graf’s stjerner vist med rød signatur på fotoet er omgivet med en rød ring. Forholdet mellem de to populationer synes umiddelbart at favorisere ‘røde’ stjerner i støvrige områder sammenlignet med de mere støvfattige områder.

De kraftigst lysende røde stjerner tilhøre ikke hoben: 12 Mon (HD 46241) har (i flg. litteraturen) et K spektrum og angives at ligge i en afstand af blot ca. 550 lå, mens de to efterfølgende mest lysstærke røde stjerner i flg. spektre optaget med mit Star Analyser ‘filter’ har et M(3?) spektrum. Jeg mener derfor, at de har en alt for stor lysstyrke til at ligge på hovedserien hvis de tilhører NGC 2244, og at de er alt for gamle til at tilhøre denne meget unge Hob, hvis de er stjerner på de røde kæmpers gren.

Position af feltets hovedseriestjerner (sort prik) og stjerner tilhørende den (arbitrært) definerede population med farveindeks forskudt mod rød (rød ring). Signatur kun angivet for stjerne med lysstyrke i V<19.

---

Hilsen Mogens B.

[jens.jacobsenDeltager Neutron star]

Hej Mogens.

Uha, det er spændende sager!

Jeg kunne ikke lade være med at google lidt rundt efter om andre havde set tilsvarende overskud af røde stjerner i NGC 2244. Og søreme!

http://www.aanda.org/articles/aa/full/2002/12/aa1626/aa1626.right.html

De konkluderer også at der er et overskud af rødt i en del stjerner, iøvrigt i et farve-mag plot som ligger meget lig dit. Der er også en population af stjerner ude omkring et B-V på op imod de 2 stykker. De konkluderer vel faktisk at det er stjerner der først er tændt i de sidste par 100 tusinde år eller så. Altså ganske unge stjerner. Men de er ikke helt sikre…

mvh
Jens

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej Jens,

yep, det er i det hele taget ret spændende at grave i data. Der ligger mere information gemt, end man umiddelbart skulle tro, vores ret beskedne udstyr (sammenlignet med profferne; no offence ) taget i betragting. Jeg hygger mig gevaldigt med selve dataindsamlingen, men min største fornøjelse er dog den efterfølgende eksplorering i det indsamlede materiale; og suset kommer jo så, når det der kommer ud af anstrengelserne ligner noget, som andre også har fundet ud af

---

Hilsen Mogens B.

[viggo.tDeltager Super Giant]

Meget spændende læsning Mogens.

Det er ægte amatørastronomi i min optik

mvh Viggo

[nightskyDeltager Neutron star]

Hej Mogens

Kompetent indlæg Mogens, som jeg har læst med stor fornøjelse.

Mogens B wrote: ….men min største fornøjelse er dog den efterfølgende eksplorering i det indsamlede materiale; og suset kommer jo så, når det der kommer ud af anstrengelserne ligner noget, som andre også har fundet ud af

Spot on

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej Viggo og Lars, tak for tålmodig læsning og roser

---

Hilsen Mogens B.

[Forfatter]

Indlæg