[論文レビュー] Milky Way Demographics with the VVV Survey II. Color Transformations and Near-Infrared Photometry for 136 Million Stars in the Southern Galactic Disk

M. Soto, R. H. Barbá+19 more|Americanae (AECID Library)|May 25, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 28被引用数 28

ひとこと要約

本論文は、南銀河平面に位置する1億3600万顆の星におけるVVV調査の近赤外光度測定（J、H、Ks）を2MASSシステムに変換するための変換式を提示する。152のVVVフィールドにおける2MASSとのクロス識別を用い、赤方偏移を考慮した色依存の変換係数を導出し、平均赤方偏移則 E_{J-H}/E_{H-Ks} = 2.13 ± 0.04 という、これまでで最も正確な測定値を得た。

ABSTRACT

The new multi-epoch near-infrared VVV survey (VISTA Variables in the Via Lactea) is sampling 562 sq. deg of the Galactic bulge and adjacent regions of the disk. Accurate astrometry established for the region surveyed allows the VVV data to be merged with overlapping surveys (e.g., GLIMPSE, WISE, 2MASS, etc.), thereby enabling the construction of longer baseline spectral energy distributions for astronomical targets. However, in order to maximize use of the VVV data, a set of transformation equations are required to place the VVV JHKs photometry onto the 2MASS system. The impetus for this work is to develop those transformations via a comparison of 2MASS targets in 152 VVV fields sampling the Galactic disk. The transformation coefficients derived exhibit a reliance on variables such as extinction. The transformed data were subsequently employed to establish a mean reddening law of E_{J-H}/E_{H-Ks}=2.13 +/- 0.04, which is the most precise determination to date and merely emphasizes the pertinence of the VVV data for determining such important parameters.

研究の動機と目的

• 星の集団研究のため、VVVと2MASSの調査間でのクロス識別と光度測定の一貫性を実現すること。
• 混雑し、ほこりが多くて赤方偏移が著しい銀河平面における、VISTAと2MASSの間の不一致する光度測定システムの課題に対処すること。
• 変動する赤方偏移と銀河緯度の影響を考慮した正確な変換係数を導出すること。
• ミルキーウェイの構造と星の集団解析のための赤方偏移測定の精度を向上させること。

提案手法

• 南銀河平面に跨る152の重複フィールドにおいて、2MASSとVVVの源をクロス識別した。
• 銀河緯度と色指数を関数とする、VVVと2MASSの等級間の3次多項式関係をフィットした。
• 星の色-等級関係を用いて、J-H、J-K、H-K、Ksバンドの変換係数（α、β）を校正した。
• 銀河緯度と色を関数とする係数のモデル化により、赤方偏移依存性を考慮した。
• 1億3600万顆の広範なサンプルを用いて、誤差推定を伴う頑健な統計的係数を導出した。
• 変換されたデータから正確な平均赤方偏移則を導出し、変換の妥当性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 VVVのJ、H、Ks等級を2MASS光度測定システムに変換するための正確な変換係数は何か？
• RQ2 変換の挙動は銀河緯度と星間赤方偏移にどのように依存するか？
• RQ3 VVVデータを用いて、E_{J-H}/E_{H-Ks} の平均赤方偏移則を最も正確に決定できるか？
• RQ4 変換係数は銀河平面における星の色と赤方偏移にどのように依存するか？
• RQ5 これらの変換を用いることで、VVV光度測定を2MASSおよび他の調査と信頼性高く統合できる範囲はどの程度か？

主な発見

• VVVから2MASSへの変換係数は、銀河緯度と色の3次多項式として導出され、大部分のバンドで不確実性が1％未満であった。
• 平均赤方偏移則は E_{J-H}/E_{H-Ks} = 2.13 ± 0.04 と決定され、これまでで最も正確な測定値となった。
• 変換係数は赤方偏移と銀河緯度に強く依存しており、特にKsバンドで顕著であった。
• 導出された係数により、562 deg² の全VVV調査領域にわたる信頼性の高い光度校正が可能となった。
• 変換により、VVV、2MASS、GLIMPSE、WISEのデータを用いた近赤外から中赤外にわたる一貫した多波長SED構築が可能となった。
• 本結果は、星の集団、宇宙ほこりの赤方偏移、銀河構造の研究におけるVVV調査の有用性を顕著に向上させた。