[논문 리뷰] A comprehensive comparison between APOGEE and LAMOST: Radial Velocities and Atmospheric Stellar Parameters

Borja Anguiano, Steven R. Majewski외 8명|arXiv (Cornell University)|2018. 07. 19.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 28인용 수 13

한 줄 요약

이 연구는 42,420개의 공통 항성에 대해 APOGEE DR14와 LAMOST DR3 간의 균일한 속도와 별 대기 파arameters(Teff, log g, [Fe/H])를 종합적으로 비교한다. 시스템적 오프셋이 존재함을 밝혀내며, 균일한 속도에서 4.54 ± 0.03 km s⁻¹, Teff에서 13 K, [Fe/H]에서 0.06 dex, log g에서 0.14 dex로, 이는 효과적 온도와 금속성에 따라 달라지며, APOGEE DR14–DR12와 APOGEE DR14–LAMOST 간의 차이에 상관관계가 없음을 확인하여 LAMOST/Cannon 캘리브레이션은 APOGEE DR12 파arameters와 완전히 일치하지 않음을 시사한다.

ABSTRACT

We undertake a critical and comprehensive comparison of the radial velocities and the main stellar atmospheric parameters for stars in common between the latest data releases from the APOGEE and the LAMOST surveys. There is a total of 42,420 dwarfs/giants stars in common between the APOGEE DR14 - LAMOST DR3 stellar catalogs. A comparison between the RVs shows an offset of 4.54 $\pm$ 0.03 km/s, with a dispersion of 5.8 km/s, in the sense that APOGEE RVs are larger. We observe a small offset in the Teff of about 13 K, with a scatter of 155 K. Small offset in [Fe/H] of about 0.06 dex together with a scatter of 0.13 dex is also observed. We notice that the largest offset between the surveys occurs in the surface gravities. Using only surface gravities in calibrated red giants from APOGEE DR14, where there are 24,074 stars in common, a deviation of 0.14 dex is found with substantial scatter. There are 17,482 red giant stars in common between APOGEE DR14 and those in LAMOST tied to APOGEE DR12 via the Cannon. There is generally good agreement between the two data-sets. However, we find dependencies of the differences of the stellar parameters on effective temperature. For metal-rich stars, a different trend for the [Fe/H] discrepancies is found. Surprisingly, we see no correlation between the internal APOGEE DR14 - DR12 differences in Teff and those in DR14 - LAMOST tied to DR12, where a correlation should be expected since LAMOST has been calibrated to APOGEE DR12. We also find no correlation between the [Fe/H] discrepancies, suggesting that LAMOST/Cannon is not well coupled to the APOGEE DR12 stellar parameters scale. A [Fe/H] dependence between the stellar parameters in APOGEE DR12 and those in DR14 is reported. We find a weak correlation in the differences between APOGEE DR14 - DR12 and LAMOST on DR12 surface gravity for stars hotter than 4800 K and in the log g range between 2.0 and 2.8.

연구 동기 및 목표

• 고해상도 APOGEE와 저해상도 LAMOST 설문 간 균일한 속도와 별 대기 파aram터의 일관성을 평가하기 위해.
• APOGEE DR14와 LAMOST DR3 간 T_eff, log g, [Fe/H], 및 균일한 속도에서의 시스템적 오프셋과 임의의 산란을 규명하기 위해.
• LAMOST 별 파aram터가 The Cannon를 통해 APOGEE DR12 표준에 캘리브레이션되었을 때의 신뢰성을 평가하기 위해.
• 파람터 오프셋이 효과적 온도와 금속성에 따라 어떻게 달라지는지 조사하기 위해.
• APOGEE DR12와 DR14 간 파람터 변화의 일관성과 그것이 LAMOST 교차 캘리브레이션에 미치는 영향을 검토하기 위해.

제안 방법

• APOGEE DR14와 LAMOST DR3 별 목록을 교차 매칭하여 42,420개의 공통 항성을 식별하였다.
• 두 설문 간 균일한 속도, 효과적 온도, 표면 중력도, [Fe/H] 값을 비교하였다.
• 17,482개의 적색 거성에 대해 The Cannon 알고리즘을 사용하여 LAMOST 파람터를 APOGEE DR12 기준으로 캘리브레이션하였다.
• 파람터 차이의 시스템적 오프셋과 산란(평균 및 표준편차)을 정량화하였다.
• T_eff와 [Fe/H]에 따른 파람터 오프셋의 의존성을 바인딩 및 상관관계 기반 방법으로 분석하였다.
• LAMOST 캘리브레이션된 파람터와 APOGEE DR14–DR12 간의 차이에 상관관계가 있는지 테스트하여 캘리브레이션 일관성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 APOGEE DR14와 LAMOST DR3 간의 균일한 속도에서 시스템적 오프셋과 산란은 무엇인가?
• RQ2 공통 항성에 대해 APOGEE DR14와 LAMOST DR3 간 효과적 온도, 표면 중력도, [Fe/H] 값은 어떻게 비교되는가?
• RQ3 LAMOST 파람터가 APOGEE DR12에 캘리브레이션된 The Cannon를 통해 APOGEE DR14 파람터를 얼마나 정확히 반영하는가?
• RQ4 파람터 오프셋이 효과적 온도 또는 금속성에 따라 의존하는가?
• RQ5 LAMOST가 적절히 캘리브레이션되어 있다면, APOGEE DR14–DR12와 APOGEE DR14–LAMOST(_DR12에 캘리브레이션된) 파람터 간의 차이에 상관관계가 존재하는가?

주요 결과

• APOGEE DR14와 LAMOST DR3 간 균일한 속도 오프셋은 4.54 ± 0.03 km s⁻¹이며, 분산은 5.8 km s⁻¹로, APOGEE 균일한 속도가 체계적으로 높음을 시사한다.
• 효과적 온도 오프셋은 13 K이며, 산란은 155 K로, 두 설문 간 중간 수준의 일치를 보인다.
• [Fe/H] 오프셋은 0.06 dex이며, 산란은 0.13 dex로, 양호한 일치이지만 완벽하지는 않다.
• 표면 중력도 오프셋은 0.14 dex이며, APOGEE DR14 적색 거성과 LAMOST DR3 간의 상당한 산란 0.25 dex를 보인다.
• APOGEE DR14–DR12와 APOGEE DR14–LAMOST(_DR12에 캘리브레이션된) 간의 T_eff나 [Fe/H]에서의 차이에 유의미한 상관관계가 없음을 발견하여, LAMOST/Cannon 캘리브레이션은 APOGEE DR12와 완전히 일치하지 않음을 시사한다.
• T_eff > 4800 K이고 log g가 2.0에서 2.8 dex 사이인 항성들에 대해 APOGEE DR14–DR12와 LAMOST–DR12 표면 중력도 오프셋 간 약한 상관관계가 관찰되며, 이는 Kepler에서의 공통 세ismic 중력도 캘리브레이션 때문일 수 있다.