[論文レビュー] The Distances to Open Clusters as Derived from Main-sequence Fitting. II. Construction of Empirically Calibrated Isochrones

Marc H. Pinsonneault, D. M. Terndrup+2 more|Sep 23, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 12

ひとこと要約

本論文は、複数色の光度測定に理論的星の進化モデルを適合させ、色-温度関係における系統的誤差を補正することで、ハイアデス星団の経験的に補正された等光度線を構築した。主な結果として、理論的および分光的に導かれた有効温度と重力加速度が、モデル予測された表面重力を使うと良好に一致することが示され、理論的温度スケールの妥当性が裏付けられ、主系列フィッティングによる距離および年齢のより正確な決定が可能になった。

ABSTRACT

We continue our series of papers on open cluster distances by comparing multicolor photometry of single stars in the Hyades to theoretical isochrones constructed with various color-temperature relations. After verifying that the isochrone effective temperatures agree well with spectroscopically determined values, we argue that mismatches between the photometry and the theoretical colors likely arise from systematic errors in the color-temperature relations. We then describe a method for empirically correcting the isochrones to match the photometry, and discuss the dependence of the isochrone luminosity on metallicity.

研究の動機と目的

• ハイアデスやプレアデスの such なオープン星団において、ヒッパルコス視差距離と主系列フィッティング距離との間の不一致を解消すること。
• 観測された光度測定と等光度線予測との不一致を引き起こす、理論的色-温度関係における系統的誤差を特定および是正すること。
• ハイアデス星団の単一星からの高精度な光度測定と分光的データを用いて、理論的等光度線を補正すること。
• 分光的測定と比較することで、理論的有効温度および重力加速度の信頼性を検証すること。
• 今後の若年齢星団における金属量指標、赤色偏移の影響、準主系列および後主系列境界の研究の基盤を築くこと。

提案手法

• さまざまな色-温度関係を用いて計算された理論的等光度線と、ハイアデスの単一星の多色光度測定を比較すること。
• 分光的に決定された有効温度および重力加速度を基準として、理論的モデルの正確さを評価すること。
• 観測された光度測定に一致するように理論的等光度線に経験的補正を施し、系統的オフセットを最小限に抑えること。
• 補正された等光度線が、明るさおよび色の分布を含む観測された主系列の形状を再現しているかを検証すること。
• 複数の色-温度補正を用いて、主系列の明るさに対する金属量への感受性を評価すること。
• 分光的および理論的パラメータの一致を制約として、モデル温度スケールの妥当性を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 標準的な色-温度関係を用いた場合、理論的等光度線はハイアデスの観測光度測定とどの程度一致するか？
• RQ2 観測された星団の色と理論的等光度線予測との間の系統的不一致の原因は何か？
• RQ3 理論的等光度線に経験的補正を施すことで、ハイアデスの観測された主系列の形状との一致がどの程度改善されるか？
• RQ4 分光的に導かれた有効温度および重力加速度は、理論的モデルで予測された値とどの程度一致するか？
• RQ5 色-温度補正の選択が、導かれた明るさおよび金属量感受性にどの程度影響を与えるか？

主な発見

• ハイアデスの星において、理論的および分光的に導かれた有効温度は、特に分光的重力ではなくモデル予測された表面重力を使うと良好に一致する。
• 光度測定と等光度線との系統的不一致の主な原因は、星の進化モデルの欠陥ではなく、色-温度関係の誤差に起因する。
• 観測光度測定に一致するように等光度線に経験的補正を施すことで、距離および年齢決定における主系列フィッティングの精度が顕著に向上する。
• 理論的重力を用いることで、分光的元素組成の分散が減少し、組成分析における一貫性が向上していることが示された。
• モデル温度スケールは信頼できることが検証され、$T_{\rm eff} \gtrsim 5800$ K の領域でのわずかな不一致を除いては顕著な差異は認められなかった。
• 本研究は、星団の光度測定を用いた等光度線補正の強固な手法を確立し、今後の距離および年齢推定の精度向上に貢献する。