[논문 리뷰] 2mass/Hipparcos Extinctions and Distances in the Serpens - Aquila Region.IV. Error Propagation. Individual stars and mean values

J. Knude|arXiv (Cornell University)|2011. 03. 02.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 1인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 세르펜스-아쿠일라 성성 영역에서 항성 흡수율과 거리를 유도하기 위해 2MASS 및 히파르코스 광도 측정의 오차 전파를 조사한다. $(H-K)_0$ 대 $(J-H)_0$ 및 $(J-K)_0$ 대 $M_J$ 관계를 적용함으로써 중앙값 $A_J$ 오차는 약 0.1 mag, $M_J$ 오차는 약 0.3 mag, 상대 거리 오차는 15%로 최고에 이르며, $A_J/\text{distance}$의 국소 최대치를 통해 세르펜스-아쿠일라 성성운은 203 ± 7 pc에 위치해 있음을 확인한다.

ABSTRACT

We estimate errors from the application of the main sequence $(H-K)_0 \ vs. \ (J-H)_0$ and $(J-K)_0 \ vs. \ M_J$ relations on 2mass photometry to provide stellar extinctions and distances. The error propagation on individual stars in the Serpens -- Aquila star forming region is investigated. Results: errors on the $J-band$ extinction $σ_{A_J}$ are found in the range from 0.05 to 0.20 mag and peak at $\approx$0.1. For the absolute $J-band$ magnitudes the $σ_{M_J}$ range is found from 0.1 to 0.5 mag and the distribution has a pronounced maximum at $\approx$0.3 mag. Individual relative distance errors, $σ_{distance}/distance$, are found in the interval from 8$%$ to 25$%$ and peak at 15$%$. If cloud distances are identified with the location of a local maximum of the $A_J(median)/distance(median)$ variation the Serpens -- Aquila cloud may be at 203$\pm$7 pc. We propose that the median absolute deviation from the median of $A_J$ could be used as a cloud distance indicator

연구 동기 및 목표

• 세르펜스-아쿠일라 지역에서 2MASS 및 히파르코스 광도 측정으로 유도된 흡수율과 거리 추정치의 불확실성을 정량화하는 것.
• 주계열 항성의 $(H-K)_0$ 대 $(J-H)_0$ 및 $(J-K)_0$ 대 $M_J$ 색도-등급 관계에서 오차 전파를 평가하는 것.
• 중앙값 절대편차(MAD)가 $A_J$로써 성성운 거리 지표로서의 신뢰성을 평가하는 것.
• 성성운 거리가 $A_J/\text{distance}$ 비율과 그 국소 최대치를 통해 어떻게 결정되는지 파악하는 것.
• 향후 3차원 흡수율 맵핑을 지원하기 위해 개별 항성 및 흡수율·거리의 평균값에 대한 오차 추정치를 제공하는 것.

제안 방법

• 흡수율 추정을 위해 2MASS 체계로 변환된 Bessell & Brett (1988)의 내재 색도 관계를 사용한다.
• 관측된 $(J-H)_0$, $(H-K)_0$ 색도에 적색선 벡터를 적용하여 색도 초과 $E_{J-H}$ 및 표준 흡수 법칙을 통해 $A_J$를 결정한다.
• 히파르코스-2MASS 공통 항성에 의해 校정된 $M_J$ 대 $(J-K)_0$ 관계를 사용하여 절대 등급을 유도한다.
• 거리 계산에 거리 모듈러스 공식을 적용한다: $r(\text{pc}) = 10^{0.2(J - M_J - A_J + 5)}$.
• 30 pc 거리 구간을 적용하여 중앙값 $A_J$, 중앙값 거리 및 그 평균 오차를 계산한다.
• 흡수 분포의 이질성을 식별함으로써 $A_J$의 중앙값 절대편차(MAD)를 성성운 위치의 강력한 지표로 제안한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 세르펜스-아쿠일라 지역의 개별 항성에서 $J$-대역 흡수율($\sigma_{A_J}$)의 일반적인 오차는 얼마인가?
• RQ2 절대 $J$-대역 등급($\sigma_{M_J}$) 및 상대 거리($\sigma_{\text{distance}}/\text{distance}$)의 오차 분포는 어떻게 되는가?
• RQ3 중앙값 절대편차 $A_J$ (MAD($A_J$))는 성성운 거리 지표로서 신뢰할 수 있는가?
• RQ4 $A_J/\text{distance}$ 비율과 그 국소 최대치를 기반으로 세르펜스-아쿠일라 성성운은 어디에 위치해 있는가?
• RQ5 광도 측정 오차(≤0.040 mag)는 고유한 내재 색도를 갖는 항성의 선별에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• 개별 항성의 $J$-대역 흡수율 오차($\sigma_{A_J}$)는 0.05에서 0.20 mag 사이이며, 약 0.1 mag에서 최고에 이른다.
• 절대 $J$-대역 등급 오차($\sigma_{M_J}$)는 0.1에서 0.5 mag 사이이며, 0.3 mag에서 뚜렷한 피크를 이룬다.
• 상대 거리 오차($\sigma_{\text{distance}}/\text{distance}$)는 8%에서 25% 사이이며, 15%에서 최고에 이른다.
• 세르펜스-아쿠일라 성성운은 $A_J(\text{중앙값})/\text{distance}(\text{중앙값})$ 변화에서 국소 최대치를 통해 203 ± 7 pc에 위치해 있음이 확인된다.
• 중앙값 절대편차 $A_J$ (MAD($A_J$))는 $A_J/\text{distance}$의 피크와 거의 일치하며, 이는 성성운 거리 지표로서의 유용성을 시사한다.
• $A_J/\text{distance}$ 비율의 오차는 203.3 pc 구간에서 5.5 × 10⁻⁵ mag/pc로 추정되며, 중앙값에 기여한 항성은 총 177개이다.