[論文レビュー] K2 Variable Catalogue I: A Catalogue of Variable Stars from K2 Field 0

D. J. Armstrong, H. P. Osborn+6 more|arXiv (Cornell University)|Nov 25, 2014

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、K2キャンペーン0の長周期光度測定を用いて同定された2,500個の変光星のカタログを提示する。Lomb-Scargle周期解析と視覚的検査に基づき、周期的、準周期的、非周期的の3つに分類している。衛星の指向ずれを補正するためのデトレンド法を適用し、高精度な光曲線を得ており、ゲストオブザーバーの提案と照合することで変光星の種別を割り当てているが、食連星は除外されている。

ABSTRACT

We have searched the K2 campaign 0 data for lightcurve variations associated with stellar variability. The results of this search are presented as a catalogue, giving the identifiers of nearly 2500 variable stars in the dataset. We list the detected range of the variation, periodicity if relevant and semi-amplitude. Lightcurves are classified into strictly periodic, quasi-periodic and aperiodic groups. We do not attempt to identify the source of variability, which may arise from pulsation or stellar activity. However, we cross match the objects against variable star related guest observer proposals, specifying the variable type in many cases. At present eclipsing binary stars are not included. Future releases will address each K2 field as it is made available, and may be improved to include more detailed catalogue information. Detrended object lightcurves are now available for download from the catalogue website.

研究の動機と目的

• 高精度な光度測定を用いて、K2キャンペーン0データセット内の変光星を同定・分類すること。
• CCD上での重心位置を関数としてfluxの変動をモデル化することで、衛星の指向ずれに起因する系乱ノイズを補正する重心ベースのデトレンド法を適用し、光曲線の品質を向上させること。
• 天文学的研究および系外惑星研究に利用可能な、公開・検索可能な変光星カタログを提供すること。
• 検出された変光星をゲストオブザーバーの提案と照合し、可能な範囲で変光星の種別を推定すること。
• 今後の全K2フィールドをカバーするカタログの基盤を築くこと。データ製品の向上と分類の改善を図る。

提案手法

• K2キャンペーン0のターゲットピクセルファイルをMASTアーカイブから取得し、長周期データ（30分周期）のみを用いた。
• 各ターゲットのピクセル窓を9×9の中央ボックスにカットし、時間経過に伴い明るさが最も高いピクセルを特定して固定アパーチャーを定義した。
• 背景差し引きを実施し、CCD上での重心位置を関数としてfluxの変動をモデル化することでデトレンド処理を実施した。
• 2次元のビンニングと補間技術を用いて、fluxと重心位置の滑らかな表面を作成し、これにより指向に起因するトレンドを除いた。
• 重心のずれが中央値の点対点ずれの3倍を超えるデータポイントを外れ値として除外した。
• 各光曲線に対してLomb-Scargle周期解析を実施し、視覚的検査により変動を周期的（P）、準周期的（QP）、非周期的（AP）に分類した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最初のK2フィールドにおける変光星の種別（周期的、準周期的、非周期的）の分布はどのようなものか？
• RQ2 重心ベースのデトレンド法は、K2光曲線からの系乱ノイズをどれほど効果的に除去できるか？
• RQ3 検出された変光星のうち、既知のものまたはゲストオブザーバーの変光星提案に関連するものはどれか？
• RQ4 K2キャンペーン0の32日間のベースラインは、長周期変光星の検出にどの程度制限を及えるか？
• RQ5 本データセットにおける異なる種別の変光星において、振幅と変動範囲の推定値はどのように比較されるか？

主な発見

• カタログにはK2キャンペーン0で検出された2,499個の変光星が含まれており、相対的fluxの変動範囲は0.035%から13.97%にわたり、広がりを示している。
• 周期的変光星の周期は0〜14.9579日の間で同定され、32日間の観測ベースラインの制限により、信頼できる最長周期が制限されている。
• 周期的および準周期的変光星の半振幅は0%〜32.71%の範囲にあり、短周期の対象では観測周期の影響により振幅が小さくなっている。
• デトレンド法により、指向ずれに起因する系乱ノイズが効果的に低減され、変動検出の信号対雑音比が向上した。
• ゲストオブザーバーの提案との照合により、133個の対象が既知の変光星種別（ベータ・セフェイドおよびB型星を含む）に同定された。
• 食連星は本リリースでは除外されたが、今後のカタログではデータおよび手法の改善に伴い含める予定である。