[論文レビュー] OGLE Collection of Galactic Cepheids

A. Udalski, I. Soszyński+11 more|arXiv (Cornell University)|Oct 22, 2018

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 35

ひとこと要約

本論文では、オリオン・ギャラクティック・セフェイド集積（OGLE Collection of Galactic Cepheids）を提示する。これは、2013年以降に継続して実施された銀河変動性調査（Galaxy Variability Survey）から、ラス・カンパニャス天文台に設置された1.3-mワルシャワ望遠鏡による長期的・高頻度の光度測定から抽出された、2,721個のセフェイドから成る新データセットであり、既知の銀河的古典的セフェイドの数を2倍以上に拡大したものである。このサンプルは、非常に高い完全性（I < 19.5 mag で90%）と純度を示し、混入が最小限に抑えられており、銀河の構造、運動学、および脈動特性に関する高精度な研究が可能である。

ABSTRACT

We present here a new major part of the OGLE Collection of Variable Stars - OGLE Collection of Galactic Cepheids. The new dataset was extracted from the Galaxy Variability Survey images - a dedicated large-scale survey of the Galactic disk and outer bulge conducted by the OGLE project since 2013. The OGLE collection contains 2721 Cepheids of all types - classical, type II and anomalous. It more than doubles the number of known Galactic classical Cepheids. Due to the long-term monitoring and large number of epochs the selected sample is very pure, generally free from contaminating stars of other types often mimicking Cepheids. Its completeness is high at 90% level for classical Cepheids - tested using recent samples of Galactic Cepheids: ASAS-SN, ATLAS, Gaia DR2 and Wise catalog of variable stars. Our comparisons indicate that the completeness of the two latter datasets, Gaia DR2 and Wise catalog, is very low, at &lt; 10% level in the magnitude range of the OGLE GVS survey (10.8 &lt; I &lt; 19.5 mag). Both these samples are severely contaminated by non-Cepheids (the purity is 67% and 56%, respectively). We also present several interesting objects found in the new OGLE Collection - multi-mode pulsators, a first Galactic candidate for eclipsing system containing Cepheid, a binary Cepheid candidate.

研究の動機と目的

• 太陽からの距離が4 kpcを超える領域において、これまでに比べて著しく不足していた古典的セフェイドを含め、既知の銀河的セフェイドの数を大幅に拡充すること。
• 銀河の構造および運動学的解析、特にディスクの3次元マッピングやワープの検出に用いることのできる、非常に完全かつ純度の高いセフェイドサンプルを提供すること。
• 多モード脈動星やセフェイド連星、または食連星候補といった希少なシステムを含む、詳細な脈動特性の研究を可能にすること。
• 他の可変星調査（例：Gaia DR2 や Wise カタログ）とのクロスキャリブレーションおよび検証のためのベンチマークデータセットを提供すること。
• 天文コミュニティが将来の星の進化や宇宙距離スケールに関する研究を支援できる、公開可能で継続的に更新されるリソースを確立すること。

提案手法

• データは、ラス・カンパニャス天文台に設置された1.3-mワルシャワ望遠鏡を用いた、銀河ディスクおよび外縁バルジを対象とした長期的光度測定調査であるOGLE銀河変動性調査（GVS）から収集された。
• VバンドおよびIバンドにおける高頻度・多数回測定の光度測定が実施され、正確なキャリブレーションと長基準（最大10年以上）を達成しており、安定した光曲線検出と分類が可能である。
• 時間系列解析に基づく自動パイプライン（周期ogram解析およびテンプレート適合）を用いて、周期的信号（セフェイド脈動に一致するもの）を同定し、可変星の検出と分類が行われた。
• 既知の可変星カタログ（例：VSX）および外部データセット（ASAS-SN, ATLAS, Gaia DR2, Wise）との照合により、完全性と純度の評価が行われた。
• 周期、振幅、光曲線の形状に基づき、古典的セフェイド（CEP）、II型セフェイド（T2CEP）、異常セフェイド（ACEP）に分類された。
• Gaia DR2とのクロスマッチングにより、自己運動および径方向速度が得られ、3次元運動学的および距離に関する研究が可能となった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 I = 10.8–19.5 mag の明るさ範囲において、既存の銀河的セフェイドカタログの真の完全性と純度はどの程度か？
• RQ2 OGLE GVS調査は、Gaia DR2 や Wise カタログといった最近の他の調査と比較して、完全性および混入レベルでどの程度優れているか？
• RQ3 高頻度・長基準の光度測定調査において、多モード脈動星や連星セフェイドといった新しいタイプのセフェイド系をどの程度同定できるか？
• RQ4 OGLEセフェイドサンプルは、銀河ディスクの3次元マッピング（ワープやスパイラルアームの過密度など）をどの程度向上できるか？
• RQ5 OGLEセフェイドサンプルは、銀河中心から20 kpcまでの範囲にわたり、高精度な回転曲線を確立できるか？

主な発見

• OGLE集積には、全タイプのセフェイドが2,721個含まれており、既知の銀河的古典的セフェイドの数を2倍以上に拡大した。
• 古典的セフェイドについて、I = 10.8–19.5 mag 範囲で90%の完全性を達成しており、他の調査と比較して顕著に優れている。
• Gaia DR2 および Wise カタログは、同範囲で非常に低い完全性（<10%）と高い混入（純度67%および56%）を示しており、顕著に劣っている。
• 長期間のモニタリングときめ細かい分類のおかげで、OGLEデータセットは極めて純度が高く、非セフェイド可変星による混入が最小限に抑えられている。
• 132個の多モード脈動星、12個の初の食連星を含むセフェイド候補、および1つの連星セフェイド候補が同定された。
• OGLEセフェイドを用いた、個々の星を用いた銀河ディスクの初の3次元マッピングが可能となり、過去のスパイラルアームの星形成と関連するワープおよび過密度が明らかになった。