[論文レビュー] Empirical Color Transformations Between SDSS Photometry and Other Photometric Systems

Katrin Jordi, E. K. Grebel+1 more|Springer Link (Chiba Institute of Technology)|Sep 5, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本論文では、スローン・デジタル・スカイ・サーベイ（SDSS）のugrizフォトメトリック系とジョンソン＝カウジンズのUBVRIおよびベッカーのRGU系との間の経験的カラーフォーマリズムを、アパッチ・ポイント天文台の2.5m望遠鏡から得られた実際のSDSSデータと、よく校正された標準星を用いて提示する。変換式は線形であり、特に非常に青い星や赤い星に顕著な金属量依存性を示し、従来の理論的または間接的手法に比べて精度が向上している。

ABSTRACT

We present empirical color transformations between the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ugriz photometry and Johnson-Cousins UBVRI system and Becker's RGU system, respectively. Owing to the magnitude of data that is becoming available in the SDSS photometric system it is particularly important to be able to convert between this new system and traditional photometric systems. Unlike earlier published transformations we based our calculations on stars actually measured by the SDSS with the SDSS 2.5-m telescope. The photometric database of the SDSS provides in a sense a single-epoch set of 'tertiary standards' covering more than one quarter of the sky. Our transformations should facilitate their use to easily and reliably derive the corresponding approximate Johnson-Cousins or RGU magnitudes. The SDSS survey covers a number of areas that were previously established as standard fields in the Johnson-Cousins system, in particular, fields established by Landolt and by Stetson. We used these overlapping fields to create well-photometered star samples on which our calculated transformations are based. For the RGU photometry we used fields observed in the framework of the new Basel high-latitude field star survey. We calculated empirical color transformations between SDSS photometry and Johnson-Cousins UBVRI and Becker's RGU system. For all transformations we found linear relations to be sufficient. Furthermore we showed that the transformations between the Johnson-Cousins and the SDSS system have a slight dependence on metallicity.

研究の動機と目的

• SDSS ugrizフォトメトリック系と伝統的なジョンソン＝カウジンズのUBVRIおよびベッカーのRGU系との間で、正確で経験的なカラーフォーマリズムを提供すること。
• 合成的または間接的データではなく、2.5m望遠鏡からの実際のSDSS観測データを用いることで、フォトメトリック校正の精度を向上させること。
• 金属量が変換関係に影響を与えるかどうか、特に金属量が低い星に対して評価すること。
• 広範な天文学的応用を可能にするために、SDSSの対象物の明るさを標準フォトメトリック系に信頼性高く変換可能にするための手段を提供すること。
• SDSS星を標準星として用いることで、三次フォトメトリック校正のための堅牢でデータ駆動型の基準を確立すること。

提案手法

• SDSSとジョンソン＝カウジンズのUBVRI系の両方で観測された重複フィールド、特にランドルトおよびステイツォンの標準フィールドを用いた。
• アパッチ・ポイント天文台の2.5m望遠鏡から得たSDSSのugriz等級を、同じ星のジョンソン＝カウジンズおよびRGUフォトメトリックデータと照合した。
• 線形回帰を用いて、m_SDSS = m_standard + a0 + a1*(color) の形のカラーフォーマリズム方程式を導出した。
• バーゼル調査の高緯度フィールドを用いてRGU系の校正を行い、SDSSのフィルタ応答と整合性を保った。
• 金属量依存性を評価するため、金属量が低い星（ドラコdSph、球状星団）と金属量が豊富な星（ランドルト）を用いて変換を比較した。
• 残差の比較と非線形性の評価により結果を検証し、二色項補正は効果がなかったため却下した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2.5m望遠鏡からの実際のSDSSデータを用いて、SDSSとジョンソン＝カウジンズのUBVRIフォトメトリック間の経験的カラーフォーマリズムを導出できるか？
• RQ2 SDSSとベッカーのRGU系との間の変換は一貫した線形的挙動を示すか。信頼性を持って適用可能か？
• RQ3 変換係数に金属量の影響が測定可能か。特に金属量が低い星に対して顕著か？
• RQ4 これらの経験的変換は、従来発表された理論的または合成的変換と比較して、どの程度精度が向上しているか？
• RQ5 SDSS星は、従来のフォトメトリック系におけるフォトメトリック校正の有効な三次標準として機能できるか？

主な発見

• 2.5m望遠鏡からの実際のSDSSデータを用いて、SDSS ugrizとジョンソン＝カウジンズのUBVRI系との間で、経験的線形変換が成功裏に導出された。
• RGU系の変換も線形であり、一貫した挙動を示し、本研究で文献に初めて報告された変換である。
• わずかな金属量依存性が検出された：金属量が低い星（例：ドラコdSph）の変換では、金属量が豊富な星とわずかに傾きが異なり、特に非常に青い星や非常に赤い星に影響を与える。
• フィルタ・検出器・望遠鏡の組み合わせの違いにより、従来の理論的または合成的変換と比較して最大約0.1等級の系統的差異が認められた。
• 二色項補正を用いた非線形補正は適合を改善しなかったため、両系において線形モデルが十分であることが示された。
• SDSSフォトメトリックデータベースは、天の川全域にわたるフォトメトリック校正のための信頼性が高く、高密度の三次標準のセットを提供している。