[論文レビュー] Inverse MultiView II: Microarcsecond Trigonometric Parallaxes for Southern Hemisphere 6.7~GHz Methanol Masers G232.62+00.99 and G323.74$-$00.26

Lucas J. Hyland, M. J. Reid+12 more|arXiv (Cornell University)|Dec 7, 2022

Radio Astronomy Observations and Technology被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、非常に長基線干渉計測（VLBI）における逆マルチビュー（iMV）校正技術を用いて、南天の2つの6.7 GHzメタノールメーザー（G232.62+00.99およびG323.74–00.26）について、初の微秒角レベルの正確な三角視差および自己運動を測定した。結果は0.1ミリ秒角未満の精度に達し、従来の測定を3倍以上改善し、それぞれのメーザーがローカルおよびシュクツム・セントラウス渦巻き腕に位置することを確認した。

ABSTRACT

We present the first results from the Southern Hemisphere Parallax Interferometric Radio Astrometry Legacy Survey (\spirals): $10μ$as-accurate parallaxes and proper motions for two southern hemisphere 6.7 GHz methanol masers obtained using the inverse MultiView calibration method. Using an array of radio telescopes in Australia and New Zealand, we measured the trigonometric parallax and proper motions for the masers associated with the star formation region G232.62+00.99 of $π= 0.610\pm0.011$~mas, $μ_x=-2.266\pm0.021$~mas~y$^{-1}$ and $μ_y=2.249\pm0.049$~mas~y$^{-1}$, which implies its distance to be $d=1.637\pm0.029$~kpc. These measurements represent an improvement in accuracy by more than a factor of 3 over the previous measurements obtained through Very Long Baseline Array observations of the 12~GHz methanol masers associated with this region. We also measure the trigonometric parallax and proper motion for G323.74--00.26 as $π= 0.364\pm0.009$~mas, $μ_x=-3.239\pm0.025$~mas~y$^{-1}$ and $μ_y=-3.976\pm0.039$~mas~y$^{-1}$, which implies a distance of $d=2.747\pm0.068$~kpc. These are the most accurate measurements of trigonometric parallax obtained for 6.7~GHz class II methanol masers to date. We confirm that G232.62+00.99 is in the Local arm and find that G323.74--00.26 is in the Scutum-Centaurus arm. We also investigate the structure and internal dynamics of both masers.

研究の動機と目的

• 南天の天球における6.7 GHzメタノールメーザーの高精度な三角視差および自己運動を測定すること。
• 低周波数帯における電離層遅延を低減するための逆マルチビュー（iMV）校正手法の有効性を検証・実証すること。
• 特に赤外線遮へいによって光学測定が制限される星形成領域において、位置測定の精度を向上させること。
• 南半球からの視差測定を用いて、渦巻き腕の銀河構造マッピングを拡張すること。
• 標準校正手法と比較して、iMV手法が系統誤差を低減し、視差フィッティングの不確実性を改善するという堅牢性を検証すること。

提案手法

• オーストラリアおよびニュージーランドに跨る電波望遠鏡ネットワークを用いた非常に長基線干渉計測（VLBI）観測により、2つの6.7 GHzメタノールメーザーを観測した。
• 8.3 GHz帯における短時間スケールで方向依存の電離層遅延を補正するため、逆マルチビュー（iMV）校正手法を適用し、位相安定性を向上させた。
• 良好な空域カバレッジと既知の位置を持つコンactで明るいクェーサーを校正源として選定し、正確な位相および遅延校正を可能にした。
• 複数エポックの観測を実施し、地球の公転運動を考慮した幾何的アストロメトリックモデルを用いて、メーザーの視差および自己運動に起因する見かけの運動をモデル化した。
• 観測位置を地球の太陽に対する相対位置を計算するNOVAS暦サブルーチンを用いて、地球の公転運動を組み込んだモデルに適合させた。
• 初期校正、iMV解法、最終的な視差および自己運動フィッティング（誤差伝搬を含む）を含む、段階的なデータ還元パイプラインを用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 逆マルチビュー（iMV）校正手法は、南天の6.7 GHzメタノールメーザーに対して微秒角レベルのアストロメトリック精度を達成できるか？
• RQ2 6.7 GHzメタノールメーザーG232.62+00.99の真の三角視差および自己運動は何か？ また、以前の12 GHz測定と比較するとどうなるか？
• RQ3 メーザーG323.74–00.26の距離および運動学的場所は、のちのMilky Wayの渦巻き腕構造におけるどこに位置するか？
• RQ4 iMV補正視差解法における、ターゲットと校正源の分離角度がアストロメトリック不確実性に与える影響はどの程度か？
• RQ5 iMV補正は、低周波数VLBIアストロメトリを劣化させる電離層系の系統誤差を効果的に抑制できるか？

主な発見

• G232.62+00.99の三角視差は0.610 ± 0.011 masとして測定され、距離は1.637 ± 0.029 kpcに相当し、従来の12 GHz VLBA測定と比較して3倍以上の精度向上が達成された。
• G232.62+00.99の自己運動はμx = -2.266 ± 0.021 mas yr⁻¹およびμy = 2.249 ± 0.049 mas yr⁻¹であり、ローカル渦巻き腕に一致する運動を示している。
• G323.74–00.26の視差は0.364 ± 0.009 masであり、距離は2.747 ± 0.068 kpcに相当し、シュクツム・セントラウス渦巻き腕に位置することが確認された。
• iMV校正手法は、標準校正手法と比較して、特に低周波数帯においてアストロメトリック不確実性を顕著に低減し、系統誤差の低減にも寄与した。
• 5つのクェーサーがiMV校正に最適な空間的および時間的サンプリングを提供することを確認した。4つが最小限の有効数である。
• iMV手法は、標準校正が遅延勾配の未補正や一部クェーサーの低電波出力のため失敗した状況でも、視差解を成功裏に得ることに寄与した。