[論文レビュー] Red giant branch stars as probes of stellar populations. II. Properties of the newly discovered globular cluster GLIMPSE-C01

V. D. Ivanov, R. Kurtev+1 more|ArXiv.org|Jun 1, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 21被引用数 28

ひとこと要約

本研究では、新規に発見された球状星団 GLIMPSE-C01 の深さ赤外線光度を提示し、初めて赤巨星分支（RGB）勾配を用いて金属量を導出する。[Fe/H] = −1.61 ± 0.14（Zinnスケール）。距離は約3.7 ± 0.8 kpc、視覚的減光 A_V ∼ 15 mag であることを確認し、ほこりによる遮蔽と観測バイアスのため、銀河の中心領域に少なくとも10 ± 3個の未発見の球状星団が残存していると推定される。

ABSTRACT

Deep near infrared photometry of the newly discovered Galactic globular Cluster GLIMPSE-C01 is reported. We derived for the first time the metal abundance of this object from the slope of the RGB: [Fe/H]=-1.61+/-0.14 in the scale of Zinn (as implemented in Harris 1996), [Fe/H]=-1.44+/-0.12 in the scale of Caretta & Gratton (1997), and [Fe/H]=-1.12+/-0.12 in the scale of Ferraro et al. (1999). The tip and the clump of the red giant branch were used to confirm the estimates of Kobulnicky et al. (2005), placing the cluster at D~3.7+/-0.8 kpc, behind A_v~15 mag of visual extinction. The best fit to the radial surface brightness profile with a single-mass King's model (1962) yielded core radius r_c=0.78 arcmin, tidal radius r_t=27 arcmin, and central concentration c=1.54. Finally, we estimate the number of the "missing" globulars in the central region of the Milky Way. Based on the spatial distribution of the known clusters, and assuming radial symmetry around the Galactic center, we conclude that the Milky Way contains at least 10+/-3 undiscovered objects. The distribution of known clusters in the bulge seem to resemble the orientation of the Milky Way bar.

研究の動機と目的

• 赤巨星分支（RGB）星の近赤外線光度を用いて、新規に発見された球状星団 GLIMPSE-C01 の金属量を特定すること。
• Kobulnicky ら（2005年）が示唆した距離および減光の推定値を、深さ JHK_S 光度を用いて検証・精緻化すること。
• 単一質量キングモデルを用いて星団の構造的パラメータをモデル化し、コア半径および潮汐半径、濃度を導出すること。
• 球状星団の空間的分布を仮定した回転対称性のもとで分析することにより、銀河の中心部に未発見の球状星団がいくつ存在するかを推定すること。
• ほこりによる減光、混雑、および銀河の構造（例：棒構造）が、隠れた星団の検出可能性に与える影響を評価すること。

提案手法

• 非光度測定条件下で、NTT望遠鏡のSofIを用いて、GLIMPSE-C01の深さJHK_S画像を12回のデューティング露光で取得した。
• DAOPHOT IIにおけるALLSTARを用いて光度測定を行い、スカイ補正、フラット補正、画像合成を施してノイズと混同を低減した。
• 67個の共通星を用いて、器具的マグニチュードを2MASSシステムにキャリブレーションし、変換式を導出し、残差のルート平均二乗が0.044–0.062 magの範囲となった。
• 文献で更新された係数に基づき、(J−K_S)_0 と [Fe/H] の間の補正関係を用いて、RGB勾配から金属量を導出した。
• 単一質量キングモデルを用いて表面輝度の半径的分布をフィットし、コア半径 r_c = 0.78 arcmin、潮汐半径 r_t = 27 arcmin、濃度 c = 1.54 を得た。
• 既知の星団の空間的分布を一様分布と比較することで、観測バイアスおよび「神の指」効果を考慮し、欠落している星団の数を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新規に発見された球状星団 GLIMPSE-C01 の金属量は何か？他の金属量が乏しい星団と比較してどう異なるか？
• RQ2 GLIMPSE-C01 までの真の距離と視覚的減光は何か？以前の推定値と比較するとどうなるか？
• RQ3 GLIMPSE-C01 の構造的パラメータ（コア半径、潮汐半径、濃度）は何か？標準的な球状星団モデルと比較するとどうなるか？
• RQ4 現在の既知星団の分布を踏まえると、銀河の中心部にどれくらいの未発見の球状星団が存在すると考えられるか？
• RQ5 ほこりによる減光、混雑、および銀河の構造（例：棒構造）が、隠れた星団の検出に及ぼすバイアスの程度はどの程度か？

主な発見

• GLIMPSE-C01 の金属量は、Zinn（1996）スケールで [Fe/H] = −1.61 ± 0.14 と測定され、金属量が乏しい球状星団であることが確認された。
• 星団は距離 D ∼ 3.7 ± 0.8 kpc に位置し、視覚的減光 A_V ∼ 15 mag であることが確認され、Kobulnicky ら（2005年）の推定値と整合的である。
• 表面輝度の半径的分布は、コア半径 r_c = 0.78 arcmin、潮汐半径 r_t = 27 arcmin、濃度 c = 1.54 の単一質量キングモデルに良く適合した。
• RGB勾配法の結果は、赤巨星の先端部およびクラスター部と整合的であり、距離および減光の推定値が妥当であることを裏付けた。
• 既知の星団の空間的分布から、銀河の中心部にほこりによる遮蔽と検出バイアスのため、少なくとも10 ± 3個の未発見の球状星団が存在すると推定された。
• 銀河の中心部に既知の星団が分布していることは、銀河の棒構造の方向と一致しており、今後の探索は銀河中心から離れた領域（7–15°）を標的とすることでバイアスを低減できると示唆された。