[論文レビュー] Observation of Microlensing towards the Galactic Spiral Arms. EROS II 2 year survey

F. Derue, C. Afonso+2 more|ArXiv.org|Mar 13, 1999

Adaptive optics and wavefront sensing被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、はくちょう座のスパイラルアーム方向を対象とした2年間のEROS II調査において、3つの重力レンズ効果イベントを検出しており、平均光度深さは0.38 (+0.53, -0.15) × 10⁻⁶である。長時間スケール（70〜100日）およびパララックス効果や源サイズ効果の欠如は、コンパクトで解明不能なレンズであることを示唆し、妥当な距離仮定のもとで銀河モデルの予測を支持する。

ABSTRACT

We present the analysis of the light curves of 8.5 million stars observed during two seasons by EROS (Experience de Recherche d'Objets Sombres), in the galactic plane away from the bulge. Three stars have been found that exhibit luminosity variations compatible with gravitational microlensing effects due to unseen objects. The corresponding optical depth, averaged over four directions, is 0.38 (+0.53, -0.15) 10^{-6}. All three candidates have long Einstein radius crossing times ($\sim$ 70 to 100 days). For one of them, the lack of evidence for a parallax or a source size effect enabled us to constrain the lens-source % geometric configuration. Another candidate displays a modulation of the magnification, which is compatible with the lensing of a binary source. The interpretation of the optical depths inferred from these observations is hindered by the imperfect knowledge of the distance to the target stars. Our measurements are compatible with expectations from simple galactic models under reasonable assumptions on the target distances.

研究の動機と目的

• EROS II調査を用いて、はくちょう座のスパイラルアーム方向の重力レンズ効果イベントを検出し、特徴を特定すること。
• 銀河的ダークマターおよび星の集団を調べるための指標として、スパイラルアーム方向の光度深さを測定すること。
• パララックス効果や源サイズ効果といった光曲線の特徴を用いて、レンズの幾何構造と特性を制約すること。
• 観測された重力レンズ効果頻度を理論的期待値と比較することにより、銀河モデルの予測を検証すること。

提案手法

• EROS II重力レンズ調査を用いて、2年間の間に銀河の平面に位置する850万個の星をモニタリングした。
• 見えないコンパクトな物体による重力レンズ効果に一致する光度変動を、光曲線の解析によって特定した。
• 4つの調査方向にわたる平均光度深さを計算するために統計的手法を適用した。
• 光曲線のタイミングと形状を用いて、エインシュタイン通過時間の制約を含むレンズ効果の幾何構造を推定した。
• モデル比較を通じて、ターゲット星の距離の不確実性が光度深さの解釈に与える影響を評価した。
• パララックス効果や有限源効果の有無を評価し、レンズ-源構成の制約を強化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 はくちょう座のスパイラルアーム方向における重力レンズ効果の光度深さは何か？ また、理論的モデルと比較するとどうなるか？
• RQ2 観測された重力レンズ効果の光曲線は、孤立したコンパクトレンズによって説明可能か？ それらはレンズ質量および距離にどのような制約を課えるか？
• RQ3 いずれのイベントにも、二重源やパララックス効果の兆候は見られるか？ それらはレンズ効果の幾何構造を精緻化するか？
• RQ4 ターゲット星の距離に関する不確実性は、測定された光度深さの解釈にどのように影響するか？
• RQ5 観測された重力レンズ効果頻度は、標準的な銀河構造モデルの予想と整合性があるか？

主な発見

• はくちょう座のスパイラルアーム方向で3つの重力レンズ効果イベントが検出され、エインシュタイン通過時間は70〜100日であった。
• 4つの調査方向にわたる平均光度深さは0.38 (+0.53, -0.15) × 10⁻⁶であり、妥当な距離仮定のもとで銀河モデルの予測と整合的であった。
• 1つのイベントでは、検出可能なパララックス効果や有限源効果が認められず、レンズ-源幾何配置に関する制約が得られた。
• 2番目のイベントでは、増幅の変調が観測され、二重源のレンズ効果と整合的であった。
• 測定された光度深さは、銀河の星のハローおよびディスクのモデルと整合的であったが、ターゲット距離への感受性が主な不確実要因であった。
• 結果は、はくちょう座のハローまたはディスクに、MACHOなどのコンパクトでダークマター候補が存在することを支持する。