[論文レビュー] The Optical Gravitational Lensing Experiment. Investigating the Influence of Blending on the Cepheid Distance Scale with Cepheids in the Large Magellanic Cloud

K. Z. Stanek, A. Udalski|arXiv (Cornell University)|Sep 21, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、Cepheid光度測定における隣接星の混入（ブレンド）がCepheid距離スケールに与える影響を調査する。OGLE調査による大マゼラン雲内の43個のCepheidを用いて、HSTに類似した観測をシミュレートした結果、25 Mpcの距離で距離モジュラスが最大0.35 magまで低く見積もられることを明らかにした。これは、HSTキープロジェクトのデータにおいてハッブル定数の推定値が系統的に高めに出る要因となる可能性がある。

ABSTRACT

We investigate the influence of blending on the Cepheid distance scale. Blending leads to systematically low distances to galaxies observed with HST, and therefore to systematically high estimates of the Hubble constant H_0. We select a sample of 43 long-period, large-amplitude Cepheids in the Large Magellanic Cloud, from the catalog recently released by the Optical Gravitational Lensing Experiment. We then model the effects of blending, as observed by HST at large distances, by adding the V,I-bands contributions from nearby bright stars. We find that the derived distance modulus would be too short, compared to the true value, by ~0.07 mag at distance of 12.5 Mpc and by \~0.35 mag at distance of 25 Mpc. This has direct and important implications for the Cepheid distances to galaxies observed by the HST Key Project on the Extragalactic Distance Scale and other teams: half of the KP sample is likely to exhibit a blending bias greater than 0.1 mag.

研究の動機と目的

• ブレンドがCepheid距離スケールに与える影響、特にHST観測における影響を評価すること。
• 近接星からの汚染が距離モジュラス測定に与える系統的誤差を定量化すること。
• Cepheidが混雑した領域で観測されているHSTキープロジェクトのサンプルにおけるブレンドバイアスの程度を評価すること。
• 大マゼラン雲内のCepheidの実際のOGLEデータを、ブレンド効果のモデル化のためのテストベッドとして用いること。
• 銀河間距離測定におけるブレンドに起因する誤差を補正するフレームワークを提供すること。

提案手法

• 大マゼラン雲内のOGLEカタログから長周期・高振幅のCepheidを43個選定した。
• Cepheidの光度曲線に近接する明るい星のVバンドおよびIバンドのフラックス寄与を加えることで、HSTに類似した光度測定をシミュレートした。
• 異なる距離（12.5 Mpcおよび25 Mpc）におけるブレンド効果をモデル化し、距離モジュラスのバイアスを評価した。
• 導出された距離モジュラスを真値と比較して、ブレンドに起因する系統的低減の程度を定量化した。
• 現実的な星の混雑状態を反映するために、OGLEの光度測定データをベースラインとして用いた。
• 標準的なCepheidの周期-光度関係を用いて、ブレンドありおよびブレンドなしの状態での距離モジュラスを推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 近接星からのブレンドが、混雑した領域におけるCepheidの測定距離モジュラスにどのように影響を与えるか？
• RQ2 ブレンドが、Cepheid距離から導かれるハッブル定数の推定値にどの程度バイアスをもたらすか？
• RQ3 一般的なHST銀河間距離におけるブレンドに起因する距離モジュラスの系統的誤差の大きさはどの程度か？
• RQ4 HSTキープロジェクトのCepheid宿主銀河サンプルにおいて、ブレンドバイアスはどの程度広範に見られるか？
• RQ5 大マゼラン雲からのOGLEデータを用いて、ブレンド効果を定量化および補正できるか？

主な発見

• 12.5 Mpcの距離では、ブレンドにより導出された距離モジュラスが約0.07 mag低く見積もられる。
• 25 Mpcの距離では、ブレンドに起因する距離モジュラス誤差が約0.35 magに達する。
• HSTキープロジェクトサンプルの半数以上が、0.1 magを超えるブレンドバイアスに影響を受けていると考えられる。
• 距離モジュラスの系統的低減は、ハッブル定数H₀の過剰推定を引き起こす。
• 特に、近接星がCepheidの光度測定に顕著なフラックスを寄与させる混雑した領域で、この効果が顕著に現れる。
• 結果から、特にHST時代の観測において、ブレンドはCepheid距離スケールにおける顕著な系統的誤差要因であると示唆される。