[論文レビュー] The u'g'r'i'z' Standard Star Network

J. A. Smith, D. L. Tucker+20 more|ArXiv.org|Jan 10, 2002

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 995

ひとこと要約

本論文は、米国海軍天文台フラッグスタッフに158個の標準星からなるu'g'r'i'z'標準星ネットワークを確立し、スローンデジタルスカイサーベイ（SDSS）の光度的校正を可能にする。2.5m望遠鏡を用いた正確な複数夜にわたる観測と、特化したデータ還元手法により、すべてのバンドで1.5%未塔の光度的精度を達成し、SDSSの均一性と精度に関する厳しい校正目標を満たすか、それを上回る。

ABSTRACT

We present the 158 standard stars that define the u'g'r'i'z' photometric system. These stars form the basis for the photometric calibration of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). The defining instrument system and filters, the observing process, the reduction techniques, and the software used to create the stellar network are all described. We briefly discuss the history of the star selection process, the derivation of a set of transformation equations for the UBVRcIc system, and plans for future work.

研究の動機と目的

• スローン・デジタルスカイサーベイ（SDSS）のための、u'g'r'i'z'フィルタを用いた、信頼性が高く、多バンドの光度的標準星システムを構築すること。
• 主標準星において、u'およびz'で1.5%未塔、g'、r'、i'で1%未塔の光度的校正精度を達成すること。
• 北銀河帯全域にわたる均一で高精度の光度測定を可能にする、自己完結的かつ再現可能な標準星ネットワークを構築すること。
• 重複する標準星を用いた校正された変換式により、u'g'r'i'z'システムと従来のUBVRcIcシステムとの間の変換を可能にすること。
• 機器応答、減光、鏡面反射率の変化を厳密にモニタリングすることで、長期的な安定性と正確性を確保すること。

提案手法

• 米国海軍天文台フラッグスタッフ局で、u'g'r'i'z'フィルタを装備した2.5m望遠鏡を用い、158個の主標準星の複数夜にわたる光度的データを収集した観測が実施された。
• アパーチャー光度測定を用いて機器的視等級を導出し、既知の標準星との校正を実施。大気減光および機器応答の補正を適用した。
• ゼロポイントおよび減光係数は毎晩計算され、時間経過に伴ってモニタリングされた。データストリームの途切れは、鏡面の再アルミニウム化の時期を示していた。
• u'バンドの視等級に対して赤漏れ補正を適用し、u'フィルタ内の残存赤漏れを補正することで、u'-g'色の正確性が向上した。
• ランドールト標準星の重複測定を用いて、u'g'r'i'z'システムとUBVRcIcシステムとの間の変換式を導出した。
• 視等級および色の範囲にわたる平均誤差の統計的分析により、システムがSDSSの光度的精度要件を満たしていることが確認された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 北銀河帯全域にわたり、安定的かつ均一に分布するu'g'r'i'z'光度的標準星ネットワークを構築するための最適な158個の星のセットは何か？
• RQ2 機器的および大気的変動が生じる中でも、u'g'r'i'z'の5バンドすべてで1%〜1.5%の精度を維持するにはどうすればよいか？
• RQ3 フィルタ特性および鏡面劣化が、時間経過に伴い光度的ゼロポイントおよび減光係数に及ぼす影響はどの程度か？
• RQ4 重複する標準星を用いて、u'g'r'i'z'システムを従来のUBVRcIcシステムにどの程度正確に変換できるか？
• RQ5 赤漏れはu'バンドの光度測定にどのような影響を及ぼし、色の正確性を維持するためにどのように補正できるか？

主な発見

• u'g'r'i'z'標準星ネットワークは、u'およびz'で平均校正視等級不確実性が1.5%未塔、g'、r'、i'で1%未塔に達し、SDSSの校正目標を満たすか、それを上回っている。
• 赤漏れ補正により、u'-g'色の系統的誤差が低減され、ほとんどの星で0.01 mag未塔の補正がなされ、高い色の正確性が確保された。
• ゼロポイントの安定性は時間経過に伴って維持され、鏡面の再アルミニウム化のイベント以外では測定可能なずれは認められず、校正プロセスの強固さが裏付けられた。
• ネットワークは広い視等級および色の範囲をカバーしており、天の赤道付近に密集し、南半球では希疏に分布する星を含む、天球にわたる分布を有している。
• u'g'r'i'z'システムとUBVRcIcシステムとの間の変換式は高い信頼性で導出され、既存の光度的カタログとのクロスキャリブレーションを可能にした。
• 光度測定の平均誤差は、r'、(r'-i')、(g'-r')でSDSSの要件（0.02 mag未塔）を常に下回り、(u'-g')および(i'-z')の青い対象物では0.03 mag未塔であった。