迈向自由漂浮行星质量褐矮星的精确年龄与质量测定

在非常年轻的星团中测量亚恒星初始质量函数（IMF）受到星团成员年龄散布可能性的阻碍。这对于候选行星质量天体（PMOs）尤为严重，因为它们在赫罗图（HRD）上的位置与更年老且质量更大的褐矮星非常相似。这种简并性可以通过测量对重力敏感的光谱特征来消除。为此，我们获取了一组晚期 M 型/早期 L 型矮星的中等分辨率（R~5000）近红外积分场光谱仪（NIFS）K 波段光谱。该样本包括老场矮星以及位于金牛座协星会和 Sigma Orionis 星团中的极年轻褐矮星。我们证明了 2.21 微米 NaI 双重线的强度与天体年龄之间存在正相关关系。我们还证明了这些天体的年龄与其 K 波段光谱形状之间存在进一步的相关性。我们将这种相关性量化为一种新指数，即 H2(K) 指数。该指数似乎比 NaI 双重线对重力更敏感，其优势在于可针对重力敏感光谱线未分辨的光谱进行计算，同时在极年轻年龄（<10 Myr）下比三角形 H 波段峰值对表面重力更敏感。这两种相关性都能区分年轻天体与场矮星，而 H2(K) 指数至少能在统计上区分约 1 Myr 的天体群与约 10 Myr 的天体群。我们将 H2(K) 指数应用于一个猎户座大星云星团（ONC）PMO 的 NIFS 数据，以及先前发表的几个其他 ONC PMO 的低分辨率光谱（其中 2.21 微米 NaI 双重线未分辨），得出结论：PMO 的平均年龄约为 1 Myr。