[論文レビュー] The Pristine survey -- XXIII. Data Release 1 and an all-sky metallicity catalogue based on Gaia DR3 BP/RP spectro-photometry

Nicolas F. Martin, Else Starkenburg+39 more|arXiv (Cornell University)|Aug 2, 2023

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 8

ひとこと要約

論文は Gaia DR3 BP/RP ベースの合成 CaHK 光度を構築して Pristine 調査を再校正し、Pristine DR1 を公開するとともに、全スカイを対象とする Gaia ベースの金属量カタログを提供します。

ABSTRACT

We used the spectro-photometric information of ~219 million stars from Gaia's DR3 to calculate synthetic, narrow-band, metallicity-sensitive CaHK magnitudes that mimic the observations of the Pristine survey, a survey of photometric metallicities of Milky Way (MW) stars that has been mapping >6,500 deg^2 of the northern sky with CFHT since 2015. These synthetic magnitudes were used for an absolute recalibration of the deeper Pristine photometry and, combined with broadband Gaia information, synthetic and Pristine CaHK magnitudes were used to estimate photometric metallicities over the whole sky. The resulting metallicity catalogue is accurate down to [Fe/H]~-3.5 and is particularly suited for the exploration of the metal-poor MW ([Fe/H]<-1.0). We make available here the catalogue of synthetic CaHK_syn magnitudes for all stars with BP/RP information in Gaia DR3, as well as an associated catalogue of more than ~30 million photometric metallicities for high S/N FGK stars. This paper further provides the first public data release of the Pristine catalogue in the form of higher quality recalibrated Pristine CaHK magnitudes and photometric metallicities for all stars in common with the BP/RP spectro-photometric information in Gaia DR3. When available, the much deeper Pristine data greatly enhance the quality of the derived metallicities, in particular at the faint end of the catalogue (G_BP > 16). Combined, both photometric metallicity catalogues include more than two million metal-poor star candidates ([Fe/H]_phot<-1.0) as well as more than 200,000 and ~8,000 very and extremely metal-poor candidates ([Fe/H]_phot<-2.0 and <-3.0, respectively). Finally, we show that these metallicity catalogues can be used efficiently, among other applications to hunt for the most metal-poor stars, and to study how the structure of the MW varies with metallicity.

研究の動機と目的

• 絶対 Gaia ベースのスケールを用いた合成 CaHK 等級を用いて Pristine CaHK 光度を校正する。
• Gaia DR3 の星の全スカイ CaHK_syn 光度カタログを作成し、Pristine CaHK データと統合する。
• 銀河全体を通じて [Fe/H]_phot を導く頑健な光度金属量モデルを開発・適用する。
• Pristine カタログの DR1 を CaHK に再校正した金属量とともにリリースする。
• カタログの銀河系考古学と金属欠乏星の研究への有用性を示す。

提案手法

• GaiaXPy を用いて Gaia BP/RP スペクトルを CaHK フィルター上で積分し CaHK_syn 光度を合成する。
• ニューラルネットワークに基づく PhotCalib モデルにより、個々の画像のゼロポイントと視野補正を解く absolute Gaia CaHK_syn スケールへ Pristine CaHK 光度をキャリブレーションする。
• 観測光度を消光補正し、堅牢な金属量推定のために変動星候補を同定する。
• Pristine データと Gaia 情報の両方を用いて CaHK に基づく光度金属量モデルを更新する。
• Gaia ベースの CaHK_syn カタログ（全スカイ）と Pristine DR1 金属量カタログを作成・周知する。使用に関するガイダンスを提供する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Gaia DR3 BP/RP 光スペクトロフォトメトリは CaHK 相当の光度を金属量推定に対してどれほど正確に再現できるか？
• RQ2 Pristine CaHK 光度は Gaia ベースの CaHK_syn 光度で絶対スケールへ再校正できるか？
• RQ3 全スカイ CaHK ベースの金属量カタログの性能とカバレッジはどうか。特に低金属量域で。
• RQ4 Gaia ベースと Pristine CaHK 由来の金属量はスペクトル測定型の低金属カタログとどのように比較されるか？
• RQ5 得られた金属量カタログの銀河系考古学と EMP 星探索への実用的な応用は何か？

主な発見

• Gaia DR3 BP/RP データから導出される CaHK_syn 光度は Pristine CaHK 光度をキャリブレーションするための全スカイ Gaia ベースの地上真実を提供する。
• PhotCalib はニューラルネットワークベースの視野とゼロポイントモデルで Megacam 画像全体の光度を平坦化・安定化し、系統誤差を低減する。
• Gaia ベースの CaHK_syn カタログは 219.2 百万源をカバーし、Pristine データと組み合わせると全スカイの金属量マッピングを可能にする。
• 統合カタログは [Fe/H]_phot < -1.0 の photometric metal-poor 候補を 200万超識別し、very metal-poor が 20万超、extremely metal-poor が約 8,000 候補を含む。
• Gaia ベースの CaHK_syn と Pristine DR1 光度金属量カタログは、銀河系考古学と銀河系の金属量構造のマッピングに有効であることが示されている。