[論文レビュー] AGAPEROS : SEARCHES FOR MICROLENSING IN THE LMC WITH THE PIXEL METHOD. II.SELECTION OF POSSIBLE MICROLENSING EVENTS

A. L. Melchior, C. Afonso+45 more|arXiv (Cornell University)|Apr 29, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、もともとM31の解像された源に用いられたピクセル法を、大マゼラン銀河（LMC）の混雑した腕に適用し、0.01–1 M⊙ MACHOに起因する長期間の微小レンズ効果イベントを最適化して分析している。何らイベントを検出しなかったが、M > 0.05 M⊙ MACHOに対して、古典的手法の10–20倍のイベント検出能力を有することが示された。全3年間のEROS-1データセットにおいて、0.39 deg²の領域で約4件の検出可能なイベントが予測される。

ABSTRACT

We apply the pixel method of analysis (sometimes called ``pixel lensing'') to a small subset of the microlensing observations of the bar of the Large Magellanic Cloud (LMC). The pixel method is designed to find microlensing events of unresolved source stars and had heretofore been applied only to M31 where essentially all sources are unresolved. With our analysis optimised for the detection of long-duration microlensing events due to 0.01-1 M_sun Machos, we detect no microlensing events and compute the corresponding detection efficiencies. We show that the pixel method, applied to crowded fields, should detect 10 to 20 times more microlensing events for M〉0.05 M_sun Machos compared to a classical analysis of the same data which latter monitors only resolved stars. In particular, we show that for a full halo of Machos in the mass range 0.1 - 0.5 M_sun, a pixel analysis of the three-year EROS-1 data set covering 0.39 deg(2) would yield =~ 4 events.

研究の動機と目的

• ピクセル法がもともとM31でのみ適用されていたが、解像度が低いLMCの混雑した腕での微小レンズ効果検出への適用可能性を検証すること。
• MACHO質量範囲が0.01–1 M⊙である長期間微小レンズ効果イベントに最適化されたピクセル法の開発。
• 個々の星が解像できない混雑した星場における、検出感度と同定感度の評価。
• 同じデータセットにおいて、ピクセル法と古典的手法（星ごとの個別分析）のイベント検出能力を比較すること。
• EROS-1の3年間データセット（0.39 deg²）を用いて、MACHO質量範囲が0.1–0.5 M⊙の全ハローが存在する場合の検出可能な微小レンズ効果イベントの予測

提案手法

• ピクセル法は、個々の解像された星ではなく、小さな天球領域（ピクセル）に集約された光度曲線を分析する。各ピクセルを1つの光度測定単位として扱う。
• ピクセル内に解像できない星が存在する場合、それらが合計光度に一貫して寄与すると仮定し、個々の源が解像できない状況下でも微小レンズ効果の増幅イベントを検出可能にする。
• 検出感度は、微小レンズ効果の光度曲線をシミュレートし、ピクセル法の閾値基準を満たす頻度を評価することで算出される。
• この分析は、特に0.01–1 M⊙のMACHOに起因する長期間微小レンズ効果イベントに最適化されている。
• ピクセル解析で検出可能なイベント数と、解像された星のみを監視する古典的手法のイベント数を比較する。
• 全3年間のEROS-1データセット（0.39 deg²）を用いて、MACHO質量範囲が0.1–0.5 M⊙のハローが存在する場合の検出可能なイベント数を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 個々の星が解像できない混雑したLMCの腕において、ピクセル法は微小レンズ効果イベントを効果的に検出できるか？
• RQ2 MACHO質量範囲が0.01–1 M⊙の長期間微小レンズ効果イベントに対して、ピクセル法の感度は古典的手法（星ごとの個別分析）と比べてどの程度高いか？
• RQ3 LMCの腕におけるMACHO質量が0.05 M⊙を超える場合、ピクセル法の予想検出感度はどの程度か？
• RQ4 もしハローが0.1–0.5 M⊙のMACHOで構成されている場合、全3年間のEROS-1データセット（0.39 deg²）で予想される微小レンズ効果イベントの数はどの程度か？
• RQ5 混雑した領域において、ピクセル法を用いることで、イベント検出レートは古典的手法に比べてどの程度向上するか？

主な発見

• M > 0.05 M⊙のMACHOに対して、ピクセル法は古典的手法に比べて10～20倍の微小レンズ効果イベントを検出できる。
• 分析対象のLMCの腕データにおいて、微小レンズ効果イベントは検出されなかったが、計算された検出感度と整合的であった。
• MACHO質量範囲が0.1–0.5 M⊙の全ハローが存在する場合、3年間のEROS-1データセット（0.39 deg²）におけるピクセル解析で、約4件の検出可能な微小レンズ効果イベントが予測される。
• 個々の星が解像できない混雑した領域でも、ピクセル法は有効であり、LMCの腕のような高密度星場に適している。
• この方法の高い感度は、解像不能な星のデータを無視するのではなく、ピクセル内のすべての光度情報（解像不能な源も含む）を活用する点に起因する。
• 検出感度の計算により、この手法の信頼性が検証され、古典的手法に比べた優位性が明確に定量化された。