[論文レビュー] Over 78 000 RR Lyrae Stars in the Galactic Bulge and Disk from the OGLE Survey

I. Soszyński, A. Udalski+12 more|CaltechAUTHORS (California Institute of Technology)|Dec 31, 2019

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 37

ひとこと要約

この論文は OGLE コレクションの RR ライ星を Galactic bulge と disk で 78,350 個へ拡張し、分類（RRab、RRc、RRd、異常 RRd）、完全性、クロスマッチ、マルチモードパルセータの分析を詳述します。

ABSTRACT

We present an upgrade of the OGLE Collection of RR Lyrae stars in the Galactic bulge and disk. The size of our sample has been doubled and reached 78 350 RR Lyr variables, of which 56 508 are fundamental-mode pulsators (RRab stars), 21 321 pulsate solely in the first-overtone (RRc stars), 458 are classical double-mode pulsators (RRd stars), and 63 are anomalous RRd variables (including five triple-mode pulsators). For all the newly identified RR Lyr stars, we publish time-series photometry obtained during the OGLE Galaxy Variability Survey. We present the spatial distribution of RR Lyr stars on the sky, provide a list of globular clusters hosting RR Lyr variables, and discuss the Petersen diagram for multimode pulsators. We find new RRd stars belonging to a compact group in the Petersen diagram (with period ratios P_1O/P_F = 0.74 and fundamental-mode periods P_F = 0.44 d) and we show that their spatial distribution is roughly spherically symmetrical around the Milky Way center.

研究の動機と目的

• OGLE Galaxy Variability Survey (GVS) を用いて、銀河系のバルジとディスクにおける RR ライ星集団を定量化する。
• 広範囲にわたる領域で高完全性かつ純粋な RR ライ星カタログを作成する。
• 振動モード（RRab、RRc、RRd、異常 RRd）とマルチモード挙動を特徴づける。
• 空間分布を分析し、外部カタログとのクロスマッチを行い、完全性と混入を評価する。

提案手法

• GVS の I バンド光曲線における RR ライ星の2段階選択を、Fnpeaks 周期探索と離散フーリエ変換を用いて行う。
• 光曲線テンプレートフィッティングと目視検査で振動タイプを分類する。
• 光曲線のフーリエ分解で RRab、RRc、RRd の候補を識別する。
• 主な外部 RR Lyrae カタログ（VSX、 Gaia DR2、Pan-STARRS など）とのクロスマッチを行い、完全性を評価し見落としのあった天体を回収する。
• Tatry コード（Schwarzenberg-Czerny 1996）を用いて振動周期を精緻化する。
• 各星について 60″×60″ の finding チャートと時系列光度測定の公表。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 OGLE GVS RR Lyrae コレクションのバルジとディスク領域全体における完全性と混入率はどの程度か？
• RQ2 銀河のバルジとディスクにおける RR Lyrae 集団の空間分布と振動モードの分布はどのようになっているか？
• RQ3 この大規模な銀河サンプルにおけるマルチモード RR Lyrae（RRd および異常 RRd）の発生率はどの程度で、それらの性質は金属量・銀河構造とどのように関連するか？
• RQ4 新たに識別された RR Lyrae 天体は既存のカタログとどのように比較され、どの割合が新規検出を表すか？
• RQ5 二重モード RR Lyrae の Petersen 図は、恒星進化や可能性のある降着残骸について何を明らかにするか？

主な発見

• OGLE コレクションは現在、銀河 RR ライ星 78,350 個を含み：56,508 RRab、21,321 RRc、521 RRd（うち 63 は異常 RRd）を含む。
• 新規識別 RR Lyrae の約 40% が既存カタログには掲載されておらず、かなりの新規検出を示している。
• 全体サンプルの完全性は約 94%、RRab で 96%、RRc で 91%；I>17 mag のRRc で特に I>18 mag で完全性が低下する。
• マルチモード RR Lyrae の顕著な増加が報告され、RRd の数が 148 から 458 へ、異常 RRd は 31 から 63 へ、3 天体の三重モード RR Lyr を含む。
• P_F ≈ 0.44 日、P_1O/P_F ≈ 0.74 の RRd 星のコンパクトなグループを確認（約50天体）、主にバルジを中心に銀河中心の周りにほぼ球状に分布し、以前の恒星ストリーム解釈に挑戦する。
• 本研究は詳細な空間分布を提供し、RR Lyrae をホストする球状星団を特定（27 の球状星団を指摘）、二重モード振動星の質量/金属量の探査として Petersen 図を議論する。