[논문 리뷰] A proper motion study of the globular clusters M4, M12, M22, NGC 3201, NGC 6362 and NGC 6752

K. Złoczewski, J. Kałużny외 4명|arXiv (Cornell University)|2013. 01. 07.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 1997~2008년 동안 라스 캄파ñas 관측소에서 확보한 기록된 CCD 자료를 사용하여, M4, M12, M22, NGC 3201, NGC 6362, 그리고 NGC 6752의 여섯 개의 구형별집단에서 87,000여 명의 별에 대해 균일한 상대적 proper motion 분석을 수행한다. 별의 소속도를 proper motion 기반으로 할당함으로써 저변성들을 포함한 희귀 천체들, 예를 들어 파랑, 노랑, 빨간색 스트래글러와 적색 기저항성의 별들을 식별할 수 있도록 색-등급도도 정제되었으며, 전체 카탈로그는 향후 연구를 위해 공개되어 있다.

ABSTRACT

We derive relative proper motions of stars in the fields of globular clusters M4, M12, M22, NGC 3201, NGC 6362 and NGC 6752 based on a uniform data set collected between 1997 and 2008. We assign a membership class for each star with a measured proper motion, and show that these membership classes can be successfully used to eliminate field stars from color-magnitude diagrams of the clusters. They also allow for the efficient selection of rare objects such as blue/yellow/red stragglers and stars from the asymptotic giant branch. Tables with proper motions and photometry of over 87000 stars are made publicly available via the Internet.

연구 동기 및 목표

• 일致된 자료를 사용하여 여섯 개의 근접한 구형별집단의 별들에 대한 정확한 상대적 proper motion를 유도하기 위해.
• proper motion 기반의 소속도 분류 체계를 개발하고 적용하여 별집단 소속성과 저변성들을 구분하기 위해.
• 저변성의 오염을 제거함으로써 별집단의 별 인구를 향상된 상태로 연구하기 위해 색-등급도를 정제하기 위해.
• 파랑, 노랑, 빨간색 스트래글러와 적색 기저항성과 같은 희귀 별 인구를 효율적으로 식별하기 위해.
• 향후 천체물리학 연구를 위해 proper motion와 광도 측정값을 포함한 공개 가능한 카탈로그를 제공하기 위해.

제안 방법

• 1997년에서 2008년 사이에 라스 캄파ñas 관측소의 2.5m du Pont 망원경을 사용하여 V 및 I 필터를 통해 자료를 확보하였다.
• 이미지 처리에 Difference Image Analysis PL (DIAPL) 패키지를 사용하여 고신호 대 잡음비의 스택된 프레임을 생성하였다.
• DAOPHOT/ALLSTAR를 사용하여 별의 마스터 목록을 편성하였으며, 반복적인 PSF 모델링과 시각적 점검을 통해 혼잡한 영역에서의 인위적 분할을 방지하였다.
• 이미지 차분 및 상관 분석 기법을 사용하여 다수의 시점 간에 기준 프레임과 비교함으로써 상대적 proper motion를 측정하였다.
• 각 별의 proper motion 벡터를 바탕으로 소속도 분류(mem)를 할당하였으며, mem=2는 고확률의 별집단 소속성을 나타낸다.
• 색-등급도는 오직 mem=2를 가진 별들만을 사용하여 구성하여 저변성의 오염을 제거하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 일致된 proper motion 분석이 혼잡한 영역에서 구형별집단 소속성과 저변성을 효과적으로 분리할 수 있는가?
• RQ2 proper motion 소속도 기준을 사용하여 이 별집단들에서 파랑, 노랑, 빨간색 스트래글러 후보를 몇 개 식별할 수 있는가?
• RQ3 고선량 밀도 또는 비균일한 적색화가 있는 별집단에서 저변성 오염이 색-등급도에 어느 정도 영향을 미치는가?
• RQ4 이 proper motion 카탈로그를 사용하여 기존의 조사에서 변량별의 소속도를 검증하거나 재분류할 수 있는가?
• RQ5 관측된 proper motion 분포는 별집단 진화의 천체역학 모델과 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 여섯 개의 구형별집단에 걸쳐 87,000여 명의 별들이 상대적 proper motion로 측정되었으며, 각 별에 대해 소속도 분류가 이루어졌다.
• 소속도 분류(mem=2)는 색-등급도에서 저변성을 효과적으로 제거하여 별집단의 주계열선의 명확도를 크게 향상시켰다.
• M4에는 약 10여 개의 노랑 스트래글러 후보와 몇몇 희미한 파랑 별이 있으며, 그 중에는 알려진 핫 서브왜드 V46도 포함되어 있다.
• M12에는 약 20여 개의 파랑 및 노랑 스트래글러 후보가 있으며, 그 중 9개는 기존에 알려진 변량별이며, 주계열선의 오른쪽에 위치한 몇몇 별들도 있다.
• M22와 NGC 3201에는 파랑 및 노랑 스트래글러의 풍부한 집단이 있으며, NGC 3201에는 스트래글러들 사이에 SX Phe 변수들이 포함되어 있다.
• NGC 6362와 NGC 6752는 연장된 수평가에 도달하고 있으며 명백한 적색 기저항성 가지를 보이고 있으나, NGC 6752에서는 여전히 저변성 오염 문제가 남아 있다.