[論文レビュー] A Comparison of SDSS Standard Star Catalog for Stripe 82 with Stetson's Photometric Standards

Željko Ivezić, J. A. Smith+22 more|arXiv (Cornell University)|Jan 17, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、再撮影を用いて0.01 mag未満の光度精度を達成した、SDSSストライプ82領域における70万顆の高精度標準星カタログを提示する。ステットソンのBVRI標準と比較することで、SDSS ugrizとBVRIシステム間の変換に数ミリマグ未満の系宮的誤差があり、空間的ゼロポイント変動も0.01 mag未塔であることが示され、両システム間で信頼できる光度校正が可能であることを明らかにした。

ABSTRACT

We compare Stetson's photometric standards with measurements listed in a standard star catalog constructed using repeated SDSS imaging observations. The SDSS catalog includes over 700,000 candidate standard stars from the equatorial stripe 82 (|Dec|<1.266 deg) in the RA range 20h 34' to 4h 00', and with the $r$ band magnitudes in the range 14--21. The distributions of measurements for individual sources demonstrate that the SDSS photometric pipeline correctly estimates random photometric errors, which are below 0.01 mag for stars brighter than (19.5, 20.5, 20.5, 20, 18.5) in ugriz, respectively (about twice as good as for individual SDSS runs). We derive mean photometric transformations between the SDSS gri and the BVRI system using 1165 Stetson stars found in the equatorial stripe 82, and then study the spatial variation of the difference in zeropoints between the two catalogs. Using third order polynomials to describe the color terms, we find that photometric measurements for main-sequence stars can be transformed between the two systems with systematic errors smaller than a few millimagnitudes. The spatial variation of photometric zeropoints in the two catalogs typically does not exceed 0.01 magnitude. Consequently, the SDSS Standard Star Catalog for Stripe 82 can be used to calibrate new data in both the SDSS ugriz and the BVRI systems with a similar accuracy.

研究の動機と目的

• ストライプ82における繰り返しSDSS撮影を用いて、より高精度な光度校正を実現する高精度標準星カタログの構築を目的とする。
• ステットソンの確立されたBVRI光度標準と比較することで、SDSS標準星カタログの光度精度を評価することを目的とする。
• SDSS ugrizとステットソンのBVRIシステム間の系統的誤差およびゼロポイントの空間的変動を定量化することを目的とする。
• 主系列星に対して、SDSSとジョンソン＝クローン＝カウジンズ光度システム間で信頼できる光度変換を可能とすることを目的とする。

提案手法

• SDSS標準星カタログは、ストライプ82における繰り返し撮影観測を用いて構築され、複数回のスキャンにおける光度測定を平均化することでランダム誤差を低減した。
• SDSSカタログからの光度測定値を用いて、ステットソンの標準と共通する1,165個の星について、BVRI等級を合成した。
• SDSS ugrizとBVRI光度システム間の変換をモデル化するため、3次多項式の色項を導出した。
• 空間的変動を評価するために、4つの独立した領域（カプテン選択領域）別にゼロポイントオフセットを別々に計算した。
• 誤差バーで正規化した等級差の統計的分析により、幅が0.7〜0.8のガウス分布が得られ、一貫した光度精度を示した。
• 領域4の不一致は、SDSSの誤差ではなく、ステットソンの光度測定における潜在的なゼロポイントオフセットに起因することが、著者との連絡で確認された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ストライプ82におけるSDSS標準星カタログの光度精度は、uが19.5等以上、gが20.5等以上、rが20.5等以上、iが20等以上、zが18.5等以上の星に対して、どの程度の精度であるか？
• RQ2 主系列星に対して、SDSS ugriz光度測定値がジョンソン＝クローン＝カウジンズBVRIシステムにどの程度正確に変換可能か？
• RQ3 ストライプ82全域にわたり、SDSSとステットソンの標準星カタログ間の光度ゼロポイントの空間的変動はどの程度か？
• RQ4 SDSSとBVRIシステム間の光度変換における系統的誤差は数ミリマグ未塔か？
• RQ5 SDSSストライプ82標準星カタログは、ugrizおよびBVRI光度システムの新規データの校正に信頼できてか？

主な発見

• SDSS標準星カタログには、ストライプ82に70万顆を超える候補標準星が含まれており、それぞれのu、g、r、i、zで(19.5, 20.5, 20.5, 20, 18.5)等以上で光度精度が0.01 mag未塔である。
• SDSSカタログにおけるランダム光度誤差は、指定された等級限界より明るい星に対して0.01 mag未塔であり、これは個々のSDSS走査の精度の約2倍に相当する。
• 3次色項を用いたSDSS ugrizとBVRIシステム間の光度変換では、主系列星に対して系統的誤差が数ミリマグ未塔である。
• SDSSとステットソンのカタログ間の光度ゼロポイントの空間的変動は、ストライプ82領域全体で通常0.01マグ未塔である。
• SDSSストライプ82標準星カタログは公開されており、ugrizおよびBVRI光度システムの新規データの校正に、同等の精度で信頼して使用可能である。
• 領域4の不一致は、SDSSデータの誤差ではなく、ステットソンの光度測定における潜在的なゼロポイントオフセットに起因するものであり、著者による確認が得られた。