[論文レビュー] A new, cleaner colour-magnitude diagram for the metal-rich globular cluster NGC 6528 - Velocity dispersion in the Bulge, age and proper motion of NGC 6528

S. Feltzing, R. A. Johnson|ArXiv.org|Jan 22, 2002

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 29被引用数 42

ひとこと要約

Hubble Space Telescope WFPC2の2回の観測から得られた位置運動を用いて、この研究ではNGC 6528集団の星と銀河のバルジの前景星を分離し、これまでで最も綺麗な色等級図を生成した。解析から年齢は11 ± 2 Gyr、距離は7.2 kpc、バルジの運動学と整合する速度分散が得られ、NGC 6528がNGC 6553と同程度の年齢であることが確認され、バルジに対する相対的な位置運動の直接測定が初めて行われた。

ABSTRACT

Using two epochs of HST/WFPC2 images of the metal-rich globular cluster NGC 6528 we derive the proper motions of the stars and use them to separate the stars belonging to NGC 6528 from those of the Galactic bulge. The stellar sequences in theresulting colour-magnitude diagram for the cluster are significantly better determined than in previously published data. From comparison of the colour-magnitude diagram with the fiducial line for NGC 6553 from Zoccali et al. (2001) we conclude that the two globular clusters have the same age. Further, using alpha-enhanced stellar isochrones, NGC 6528 is found to have an age of 11+-2 Gyr. This fitting of isochrones also give that the cluster is 7.2 kpc away from us. From the measured velocities both the proper motion of the cluster and the velocity dispersion in the Galactic bulge are found. NGC 6528 is found to have a proper motion relative to the Galactic bulge of mu_l=0.006 and mu_b=0.044 arcsec per century. Using stars with 14

研究の動機と目的

• NGC 6528が銀河のバルジに位置し、距離モジュラスが類似しているため、色等級図が銀河バルジ星の著しい汚染を受けることの解消。
• 2回の観測によるHubble Space Telescope WFPC2の観測データを用いて、NGC 6528の星の正確な位置運動を導出することにより、集団星とバルジ星を分離する。
• 位置運動の差を用いてバルジ星の汚染を除去することで、NGC 6528のより綺麗で正確に定義された色等級図を作成すること。
• 等時曲線フィッティングと位置運動解析を用いて、NGC 6528の絶対的年齢、距離、運動学的性質（速度分散および平均位置運動）を決定すること。
• NGC 6528の運動学と年齢をNGC 6553と比較し、バルジの動力学および星族合成モデルとの整合性を評価すること。

提案手法

• NGC 6528領域の2回の観測によるHubble Space Telescope WFPC2画像を取得し、星の位置運動を測定した。
• 2回の観測画像に対して高精度の光度測定を実施し、個々の星の位置と明るさを導出した。
• 2回の観測間の星の位置を交差相関させ、最も遠方の星に基づく基準フレームを用いて位置運動を計算した。
• 得られた位置運動を用いて、平均位置運動ベクトルの違いに基づき、NGC 6528に属する星と銀河バルジに属する星を分離した。
• 綺麗にされた色等級図にα過剰を考慮した星の等時曲線をフィットさせ、年齢、距離、金属量を決定した。
• 測定誤差が支配的であるクラスタの分散から、観測された分散をデコンボリューションして銀河バルジの速度分散を測定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 金属過剰の高い球状銀河団NGC 6528の真の年齢は何か。他の集団との比較に依存しない。
• RQ2 NGC 6528の距離モジュラスと物理的距離は何か。過去の推定値とどのように異なるか。
• RQ3 NGC 6528の銀河バルジに対する平均位置運動は何か。空間運動にどのような含意を持つか。
• RQ4 NGC 6528の方向における銀河バルジの速度分散は何か。過去の研究と比較するとどうか。
• RQ5 NGC 6528の運動学と等時曲線フィッティングはNGC 6553とどのように比較されるか。年齢と金属量にどのような含意を持つか。

主な発見

• 位置運動を用いてバルジ星を分離することで得られたNGC 6528の綺麗な色等級図は、過去の図と比べて星のシーケンスがはるかに明確に定義されている。
• 綺麗にされた色等級図にα過剰を考慮した等時曲線をフィットさせた結果、NGC 6528の年齢は11 ± 2 Gyrと判明し、これは絶対的年齢を直接決定した初の例である。
• NGC 6528までの距離は7.2 kpcと決定され、過去の推定値と整合的だが、等時曲線フィッティングと赤色偏移補正を用いて、より高い精度で導出された。
• NGC 6528の銀河バルジに対する平均位置運動は、<μ_l> = 0.006 arcsec/世紀および<μ_b> = 0.044 arcsec/世紀と測定され、空間速度(U, V, W) = (-142, 303, 4) km s⁻¹に対応する。
• 銀河バルジの速度分散はσ_l = 0.33 ± 0.03およびσ_b = 0.25 ± 0.02 arcsec/世紀であり、比σ_l/σ_b = 1.32 ± 0.16と測定され、過去の研究および理論的モデルと整合的である。
• 解析により、NGC 6528とNGC 6553は同じ年齢であることが確認され、適切に整列させた場合、色等級図における基準線は区別できない。