[論文レビュー] The Optical Gravitational Lensing Experiment. The OGLE-III Catalog of Variable Stars. III. RR Lyrae Stars in the Large Magellanic Cloud

I. Soszyński, A. Udalski+7 more|Americanae (AECID Library)|Mar 13, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、大マゼラン雲（LMC）におけるRR Lyrae星の最大のカタログを提示しており、OGLE-III調査による深さのある多エポックVIバンド光度測定を用いて24,906個の星を特定した。研究では非球形で棒構造に沿った空間的分布が明らかになり、周期、明るさ、等級関係についての高精度な関係式が得られた。主な結果として、RRab星のモードVバンド等級は19.36等で、それぞれRRab、RRc、RRe星の平均周期は0.576日、0.337日、0.270日であった。

ABSTRACT

The third part of the OGLE-III Catalog of Variable Stars comprises 24906 RR Lyr stars in the Large Magellanic Cloud (LMC). This sample consists of 17693 fundamental-mode (RRab), 4958 first-overtone (RRc), 986 double-mode (RRd) and 1269 suspected second-overtone (RRe) pulsators. 66 objects are foreground Galactic RR Lyr stars. The catalog data include basic photometric and astrometric properties of these RR Lyr stars, multi-epoch VI photometry and finding charts. We detected one new RR Lyr star with additional eclipsing variations. The spatial distribution of RR Lyr stars in the LMC is distinctly non-spherical and it is elongated in the same direction as the LMC bar. The basic statistical features of RR Lyr stars in the LMC are provided. The apparent V-band magnitudes for RRab stars have the modal value at 19.36 mag, and for overtone RR Lyr stars it is about 19.32 mag. The mean periods for RRab, RRc and RRe stars are 0.576, 0.337 and 0.270 days, respectively.

研究の動機と目的

• 深さのある長基準時間の光度測定を用いて、大マゼラン雲（LMC）におけるRR Lyrae星の包括的カタログを構築すること。
• LMCにおけるRR Lyrae星の空間的分布を調査し、LMCの棒構造との関係を明らかにすること。
• LMCにおける異なるRR Lyrae型の周期、明るさ、等級関係などの統計的性質を特定すること。
• 二重モードや食変星である稀なまたは異常な脈動星を同定・特徴づけること。
• 差分画像解析（DIA）および誤差補正技術を用いて、光度測定のキャリブレーションと源検出を改善すること。

提案手法

• 7年間（2001–2008年）にわたり、ラス・カンパニャス天文台の1.3mワルサワ望遠鏡を用いて、約40平方度のLMC領域をカバーする、OGLE-III調査による多エポックVIバンド光度測定を活用した。
• 正確な光度測定と天球位置測定のため、差分画像解析（DIA）を適用し、スコウロンが開発した独自のアルゴリズムを用いて誤差補正を行った。
• 1997–2000年のOGLE-IIデータとOGLE-IIIデータを統合し、両データセット間の光度ゼロポイントを一致させた。
• 光曲線の形状、周期解析、ピーターセン図を用いて、RRab、RRc、RRd、RRe型を区別するための変星分類を実施した。
• V、I、およびウェーゼンアイトインデックス（W_I = I − 1.55(V−I)）を用いて、周期-等級（PL）図および色-等級図を構築し、固有の明るさと赤色偏移の影響を評価した。
• 距離推定と光曲線の特徴から、66個の前方に位置する銀河系RR Lyrae星を同定し、LMCの手前に存在することが確認された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LMCにおけるRR Lyrae星の空間的分布はどのようになっており、LMCの棒構造とどのように関係しているか？
• RQ2 LMCにおける異なるRR Lyrae型（RRab、RRc、RRd、RRe）の周期、明るさ、等級の統計的分布はどのようなものか？
• RQ3 LMCにおけるRR Lyrae星の周期-等級関係は理論的モデルとどのように比較できるか。また、星間減光はどのような役割を果たすか？
• RQ4 二重モード（RRd）や食変星であるRR Lyrae星のような稀な型の出現頻度はLMCにどの程度か？
• RQ5 混在している星や高赤色偏移を示す星は観測されたPL関係にどのように影響を与え、それらは同定・補正可能か？

主な発見

• カタログには、これまでで最大の24,906個のRR Lyrae星が含まれており、そのうちRRab星が17,693個、RRc星が4,958個、RRd星が986個、RRe星の疑いがある星が1,269個であった。
• RR Lyrae星の空間的分布は明確に非球形であり、LMCの棒構造に沿って引き伸ばされた形をしており、構造的相関が強いことが示された。
• RRab星のモードVバンド等級は19.36等で、Overtone脈動星（RRc、RRd、RRe）は19.32等であり、脈動モードごとのわずかな明るさの違いが示された。
• 平均周期はそれぞれRRabで0.576日、RRcで0.337日、RReで0.270日であり、モード周期はそれぞれ0.580日、0.341日、0.272日であった。
• 66個の前方に位置する銀河系RR Lyrae星が同定され、地球からLMCまでの距離が一様に分布しており、以前の調査と整合的であった。
• 混在している星や高赤色偏移を示す星が、周期-等級関係からのずれを引き起こしており、前者は予想より明るく、後者は予想より暗く見えることが判明した。