[論文レビュー] HST multiband photometry of the globular cluster NGC 6388

G. Busso, G. Piotto+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 20, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、金属過剰な球状星団NGC 6388のHSTマルチバンド光度測定を報告し、水平枝（HB）が30,000 Kを超えて延びており、後期ヘリウムフレッシュャーを示す広い青尾が存在することを、初めて示した。HBの傾きは赤化の影響ではなく、実際の物理的特徴であり、すべての光度測定バンドで観測され、標準的な星の進化モデルに挑戦する。

ABSTRACT

We present color-magnitude diagrams (CMD) of the globular cluster NGC 6388 based on HST multiband photometry (F255W, F336W, F439W, F555W). In this paper we focus our attention on the peculiar horizontal branch of this cluster. After a careful reddening correction, we fitted the observed CMD with theoretical models. For the first time we demonstrated that the HB of this very metal rich globular cluster extends beyond Te > 30.000 K, showing clear evidence of a population of blue hook (D'Cruz et al.2000, Brown et al. 2001) stars. Moreover, we could demonstrate that the HB tilt (slope) is not a reddening effect and is present in all the photometric bands.

研究の動機と目的

• 高分解能HST光度測定を用いて、金属過剰な球状星団NGC 6388における異常な水平枝（HB）の性質を調査すること。
• 観測されたHB傾きが赤化の影響によるものか、星団の星の集団の物理的特徴かを特定すること。
• 特に効用温度が30,000 Kを超える星がHBに存在するか、その特徴を検討すること。
• 後期ヘリウムフレッシュャーが金属過剰な星団における延長された青尾と観測されたHB形態を説明できるかを検証すること。
• 観測された色-等級図（CMD）を理論的進化モデルと比較し、明るさと温度のずれを評価すること。

提案手法

• F255W、F335W、F439W、F555Wフィルタを用いたHST/WFPC2のマルチバンド光度測定を実施し、紫外線帯域の深さのある露出を取得した。
• DAOPHOTおよびALLFRAMEIIを用いてPSF光度測定を実施し、Dolphin（2000）の変換を介してWFPC2の運用光度測定系にキャリブレーションした。
• 全4バンドで検出された星を照合し、紫外線および光学帯域を含むマルチカラーCMDを構築した。
• 大気モデル（Bessel et al. 1998）をフィルターバンドパスと畳み込み、Scuderi et al.（1996）の減光法則を用いて温度依存の赤化補正を適用した。
• Origlia & Leitherer（2000）の変換を用いて、理論的ボロメトリック等級と効用温度をHST等級に変換した。
• 観測されたCMDを、金属量Z=0.006およびヘリウム割合Y=0.23の理論的HBモデルと比較し、距離モジュラス（m−M）= 16.54およびE(F439W−F555W)=0.37を調整した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 6388で観測された水平枝の傾きは、赤化の影響によるものか、星団の星の集団の物理的特徴か？
• RQ2 NGC 6388の水平枝の青尾に達する星の最大効用温度はどれくらいか？
• RQ3 青フック星（後期ヘリウムフレッシュャーと解釈される）は、この金属過剰な球状星団に存在するか？
• RQ4 標準的な星の進化モデルは、最も高温のHB星の観測された明るさと温度分布を再現できるか？
• RQ5 NGC 6388のHB形態は、金属量と赤化が類似した同僚星団NGC 6441とどのように比較できるか？

主な発見

• NGC 6388の水平枝は30,000 Kを超えて延びており、最も高温の星は約31,500 Kの効用温度に達している。
• HB傾きはすべての光度測定バンドで観測され、温度依存の減光補正により赤化の影響ではないことが確認された。
• 広い青尾（青フックとして識別）の存在は、後期ヘリウムフレッシュャーの集団が存在することを示しており、これは金属貧困星団でのみ以前に観測されていた現象である。
• 理論的モデルは、最も高温のHB星の観測された明るさを再現できず、予測よりも系統的に明るい。
• ヘリウム割合をY=0.43に増加させても、赤巨星バンプやRパラメータ推定値など、他の星団観測値と矛盾するため、このずれは解消されない。
• NGC 6388の同僚星団であるNGC 6441の予備的分析では、同様の特徴（HB傾きと青フック星）が観測され、金属過剰星団におけるこれらの異常な特徴の共通の起源を示唆している。