[論文レビュー] Distances and Absolute Ages of Galactic Globular Clusters from Hipparcos Parallaxes of Local Subdwarfs

R. Gratton, F. Fusi Pecci+4 more|arXiv (Cornell University)|Jul 9, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、30個の近隣の準超巨星の高精度なハイパルコス視差とその鉄破壊度を用いて、9個の銀河系球状星団の距離と絶対的年齢を再校正する。従来の推定値と比較して、距離スケールが0.2マグニチュード長く、年齢が約2.8 Gyr若い結果が得られ、標準的宇宙論モデルとの矛盾を解消する。古くからある星団の年齢は11.8 (+2.1/-2.5) Gyrである。

ABSTRACT

High precision trigonometric parallaxes from the HIPPARCOS satellite and accurate metal abundances ([Fe/H], [O/Fe], and [alpha/Fe]) from high resolution spectroscopy for about 30 local subdwarfs have been used to derive distances and ages for a carefully selected sample of nine globular clusters. We find that HIPPARCOS parallaxes are smaller than the corresponding ground-based measurements leading, to a longer distance scale (~ 0.2 mag) and to ages ~ 2.8 Gyr younger. The relation between the zero age horizontal branch (ZAHB) absolute magnitude and metallicity for the nine programme clusters is : Mv(ZAHB) = (0.22 +/- 0.09)([Fe/H]+1.5) + (0.48 +/- 0.04) The corresponding Large Magellanic Cloud distance modulus is (m-M)o=18.61 +/- 0.07. The age of the bona fide old globular clusters (Oosterhoff II and Blue Horizontal Branch) based on the absolute magnitude of the turn-off is: Age = 11.8 (+2.1/-2.5) Gyr The present age of globular clusters does no longer conflict with standard inflationary models for the Universe.

研究の動機と目的

• 独立的な距離指標を用いて、銀河系球状星団の距離および年齢推定値の正確性を向上させること。
• 球状星団の年齢推定値と標準的宇宙論モデルとの乖離を解消すること。
• 近隣の準超巨星を距離の基準として用いて、ゼロ年齢水平枝（ZAHB）の明るさ-金属量関係を校正すること。
• ハイパルコス視差測定が宇宙距離スケールおよび星団の年齢決定に与える影響を評価すること。
• 校正された星団距離に基づいて、大マゼラン雲の距離モジュラスを決定すること。

提案手法

• 30個の近隣準超巨星の高精度な三角視差は、ハイパルコス人工衛星から得られた。
• 高分解能分光測定により、準超巨星の正確な金属量（[Fe/H]、[O/Fe]、[alpha/Fe]）が得られた。
• 準超巨星の視差と金属量を用いて、ZAHBの絶対等級が校正された。
• 校正された星団距離から、大マゼラン雲の距離モジュラスが導出された。
• 等時曲線フィッティングを用いて、主系列の転換点の絶対等級から年齢推定値が計算された。
• ハイパルコス視差と地上観測視差との間の系統的差異が特定され、補正された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハイパルコス視差は、銀河系球状星団への推定距離にどのような影響を及えるか？
• RQ2 ZAHBの絶対等級は金属量にどのように依存するか？その校正された関係式は何か？
• RQ3 ハイパルコスで校正された距離に基づくと、古くからある球状星団の年齢はどの程度か？
• RQ4 校正された球状星団の年齢は、標準的インフレーション宇宙論モデルと整合的か？
• RQ5 新しい校正に基づく大マゼラン雲の距離モジュラスは何か？

主な発見

• ハイパルコス視差は地上観測値と比較して系統的に小さく、結果として距離スケールが約0.2マグニチュード長くなった。
• ZAHBの絶対等級-金属量関係は、Mv(ZAHB) = (0.22 ± 0.09)([Fe/H] + 1.5) + (0.48 ± 0.04) である。
• 大マゼラン雲の距離モジュラスは (m-M)o = 18.61 ± 0.07 である。
• 本物の古くからある球状星団（Oosterhoff II型および青水平枝型）の年齢は11.8 (+2.1/-2.5) Gyrであり、統計的不確実性を含む。
• 再校正された年齢は、標準的インフレーション宇宙論モデルと矛盾しなくなった。
• 視差の系統的シフトにより、従来の地上観測による校正と比較して、年齢推定値が約2.8 Gyr若い結果となった。