[論文レビュー] Young massive star clusters in nearby galaxies. II.Software tools, data reductions and cluster sizes

S. S. Larsen|ArXiv.org|Jul 13, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 196

ひとこと要約

本稿では、詳細なデータ低減パイプラインを提示し、現実的なノイズを有する合成画像を生成するための新しいソフトウェアツールmksynthと、コンpaktobjektの内在的形状パラメータを導出するためのishapeを導入した。これらのツールを用いて、21個の近傍銀河において若い高質量星集団（YMCs）を同定した。ishapeを用いて、NGC 1313およびNGC 5236の集団の半光半径を0–20 pcとして導出し、それらが銀河系の球状星団およびLMCのYMCと同程度のサイズ範囲に位置することを明らかにした。

ABSTRACT

A detailed description is given of the data analysis leading to the discovery of young massive star clusters (YMCs) in a sample of 21 nearby galaxies. A new useful tool, ishape, for the derivation of intrinsic shape parameters of compact objects is presented, and some test results are shown. Completeness tests for the cluster samples are discussed, and ishape is used to estimate cluster sizes. Half-light radii of 0 - 20 pc are derived for clusters in 2 of the most cluster-rich galaxies, NGC 1313 and NGC 5236, which is within the range spanned by globular clusters in the Milky Way and by YMCs in the LMC and some starburst galaxies. Photometric data for all clusters, along with positions and estimated half-light radii, are tabulated.

研究の動機と目的

• 近傍銀河における若い高質量星集団（YMCs）の検出のための、堅牢なデータ低減技術の開発と検証。
• 合成画像生成およびコンパクト源の内在的形状パラメータの導出を目的とした汎用的天文ソフトウェアツールmksynthおよびishapeの開発。
• 統計的検定および実験的キャリブレーションを用いて、観測の完全性限界を補正すること。
• ishapeツールを用いて、集団が豊富な銀河におけるYMCの物理的サイズ（半光半径）を測定すること。
• 今後の研究のための、位置、マグニチュード、色、サイズ推定値を含む包括的なYMC候補の光度カタログの提供。

提案手法

• ノルウェーの北欧望遠鏡（NOT）およびチリのラ・シラに設置されたデンマーク1.54m望遠鏡のCCD画像を、U、B、V、R、I、Hαフィルタで使用。
• 標準のIRAFベースのデータ低減手順を適用：バイアス補正、フラット場補正、不良画素列の除去。
• DAOPHOTおよびIRAFのphotcalパッケージを用いて、減光補正済み標準星を用いて、器具的マグニチュードを標準的光度システムに変換。
• mksynthを開発し、実際の観測と一致するノイズ特性を持つCCD画像をシミュレートし、検出アルゴリズムのテストに使用。
• ishapeを導入し、解析的モデル（例：キングプロファイル）をポイント spread関数（PSF）と畳み込み、観測された集団プロファイルと照合することで、内在的サイズパラメータを導出するプロファイルフィッティングツール。
• 人工星テストに基づく完全性補正を実施し、マグニチュードおよび半径関数としての検出効率を推定。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 深さのある、視界制限を受けた画像において、コンパクトな星集団の内在的サイズを正確に測定する方法は何か？
• RQ2 NGC 1313およびNGC 5236のような近傍銀河における若い高質量星集団の半光半径の分布はどのようになるか？
• RQ3 観測の完全性限界が集団検出にどの程度影響を及ぼし、定量的に補正できるか？
• RQ4 近傍銀河におけるYMCの構造的パラメータは、銀河系の球状星団およびLMCのYMCと比べてどう異なるか？
• RQ5 PSFおよび背景が既知である場合、ishapeツールは真の集団サイズを信頼性高く回復できるか？

主な発見

• ishapeツールは、PSFおよびノイズを考慮した上で、合成モデルプロファイルと観測プロファイルを照合することで、コンパクトな物体の内在的形状パラメータを的確に導出できた。
• NGC 1313およびNGC 5236におけるYMCの半光半径は0–20 pcの範囲にあり、それらは銀河系の球状星団およびLMCのYMCと同程度のサイズ分布と一致した。
• 人工星テストによる完全性テストにより、Vマグニチュードが約16.5より明るい場合、集団検出効率は高く、その下限で急激に低下することが確認された。
• 表4に、位置、Vマグニチュード、色（U-B、B-V、V-I）、および半光半径を含む、すべての検出された集団の光度データが提供された。
• mksynthツールにより、さまざまな観測条件下での集団検出のリアルなシミュレーションが可能となり、ソース抽出パイプラインの検証に貢献した。
• 本研究では、サンプル銀河におけるYMCが物理的にコンパクトであることが確認され、大多数の集団が15 pc未満の半径を有しており、一部は約20 pcまで拡がっていることが分かった。