[論文レビュー] A New Catalog of Globular Clusters in the Milky Way

William E. Harris|arXiv (Cornell University)|Dec 15, 2010

Astro and Planetary Science参考文献 1被引用数 101

ひとこと要約

本論文は、はくちょう座の銀河系球状星団のマクマスター・カタログを大幅に見直したものであり、157個の星団について座標、金属量、構造的パラメータを更新し、中心ドーナツ速度分散を新たに導入した。金属量スケールには新しいもの（Carretta et al. 2009）を採用し、複数の距離測定法を統合した絶対的水平分岐星の明るさ（$M_V(HB) = 0.160[Fe/H] + 0.844$）の精密な絶対校正を実施した。これにより、サンプル全体の正確性と一貫性が著しく向上した。

ABSTRACT

A new revision of the McMaster catalog of Milky Way globular clusters is available. This is the first update since 2003 and the biggest single revision since the original version of the catalog published in 1996. The list now contains a total of 157 objects classified as globular clusters. Major upgrades have been made especially to the cluster coordinates, metallicities, and structural profile parameters, and the list of parameters now also includes central velocity dispersion. NB: This paper is a stand-alone publication available only on the astro-ph archive; it will not be published separately in a journal.

研究の動機と目的

• 10年間の新しい観測データを踏まえ、銀河系球状星団の包括的かつ最新のカタログを提供すること。
• 特に座標（現在1–2角秒の精度に向上）、金属量、構造的プロファイルのパラメータの正確性を向上させること。
• 古くなったZinn & West (1984)スケールに代わって、現代的な金属量スケール（Carretta et al. 2009）を採用すること。
• 動力学的解析のための新しい主要パラメータとして、中心ドーナツ速度分散を導入すること。
• 複数の距離指標を用いた統合的アプローチにより、絶対的水平分岐星の明るさの校正を精緻化すること。

提案手法

• 高精度の光度測定および天球測定研究を統合し、光度プロファイルのフィッティングや同心環状領域の光度測定により、星団中心を再構築した。
• Carretta et al. (2009)の高分解能分光法に基づく新しい金属量スケールを採用し、古くなったZinn & West (1984)スケールに置き換えた。
• 主系列星フィッティング、RR Lyrae星のパラレルス、動力学的パラレルス、食連星、光曲線のフーリエ解析の5つの独立した距離指標を用いた重み付きフィットにより、絶対的水平分岐星明るさを校正した。
• McLaughlin & van der Marel (2005)およびTrager et al. (1995)の構造的パラメータ（核半径、半光半径、集中度、中心表面輝度）に加え、20件以上の最近の研究からの追加データを統合した。
• 中心ドーナツ速度分散（$\sigma(v_r)$）を新しいカタログパラメータとして導入し、径方向速度調査の結果を基に算出し、必要に応じて動力学的モデルを用いて外挿した。
• 潮汐半径（$r_t$）は、モデル依存性が高く、潮汐尾や脱出星の影響を受けやすいため、除外した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 近年の観測データを踏まえて、銀河系球状星団の座標、金属量、構造的パラメータはどのように向上したか？
• RQ2 複数の独立した距離指標を用いた場合、絶対的水平分岐星明るさ（$M_V(HB)$）の最も正確で一貫性のある校正は何か？
• RQ3 Carretta et al. (2009)の金属量スケールを採用することで、古くなったZinn & West (1984)スケールと比較して星団の性質の解釈はどのように変化するか？
• RQ4 現在、銀河系球状星団系における内部速度分散測定の状況はどのようになっているか？
• RQ5 Whiting 1 や Koposov 1–2 といった新発見の星団は、明るさが低く遠方の星団の数え上げや分布にどの程度影響を及えるか？

主な発見

• カタログには現在、157個の銀河系球状星団が含まれており、新たに7個が追加された：Whiting 1、Koposov 1および2、FSR1735、BH261、GLIMPSE-01および02。
• 星団の座標は、現代の光度測定および天球測定技術を用いて、平均して1–2角秒の精度に向上した。一部は1角秒未満の高精度を達成している。
• 絶対的水平分岐星明るさは $M_V(HB) = 0.160[Fe/H] + 0.844$ として校正された。これは、銀河系およびM31からの39件の距離測定値を重み付きフィットして得られ、散らばりは±0.11等級であった。
• 新しい金属量スケール（Carretta et al. 2009）は、高分解能分光法データの飛躍的増加と、改善されたモデル大気の基盤により、古くなったZinn & West (1984)スケールを置き換えた。
• 中心ドーナツ速度分散（$\sigma(v_r)$）は、現在カタログに含まれているが、半数以上が直接測定がなく、代わりにモデルによる外挿に依存している。
• 潮汐半径（$r_t$）は、モデル依存性が高く、潮汐構造や脱出星の影響を受けやすいため、リストから除外された。