[논문 리뷰] Catalogue of star positions and B-magnitudes in 60th declination zone based on UkrVO Joint Digital Archive

V. N. Andruk, L. K. Pakuliak외 5명|arXiv (Cornell University)|2015. 12. 17.

Astronomical Observations and Instrumentation인용 수 13

한 줄 요약

이 논문은 UkrVO 공동 디지털 아카이브에서 확보한 디지털화된 필름에서 유도된 1,263,932개의 항성 및 은하의 고정밀 천체측위 및 항성계 캐탈로그를 제시한다. 1200 dpi 해상도로 작동하는 상업용 스캐너(Microtek ScanMaker 9800XL TMA)를 사용하여 내부 위치 정확도 ±0.26 arcsec 및 항성계 정확도 ±0.17 mag를 확보하였으며, TYCHO-2 및 UCAC-4와의 강력한 상호검증을 통해 상업용 스캐너가 전문 천체측위 작업에 활용 가능하다는 점을 입증한다.

ABSTRACT

Catalogue of star positions and B-magnitudes based on UkrVO Joint Digital Archive has been created in 60-degree declination zone of FONAK(FON) observational program as the first attempt to use the commercial scanners for astrometri c purposes. The height of zone is 8 degree, number of involved plates is 120. Digital images of plates were obtained using Microtek ScanMaker 9800XL TMA commercial scanner, with plate resolution 1200 dpi, linear dimensions 13,000x13,000 px for plates 30x30cm. The catalogue includes 1, 263, 932 stars and galaxies down to B 16.5 mag at the epoch 1984.76+/-0.50. Positions of objects are in TYCHO-2 reference frame, B-magnitudes in the system of photoelectric standards. The internal accuracy for all objects on both coordinates RA,DEC is +/-0.26 arcsec.The accuracy of B magnitudes determination is +/-0.17 mag, except stars in the B-interval 8-13 mag having the positional errors +/-0.13 arcsec and photometric ones +/-0.11 mag. The convergence of star positions with TYCHO-2 system is +/-0.06 arcsec on both coordinates(based on 93,925 stars), the convergence with photoelectric standards system is +/-0.16 mag (based on 4,458 stars). External comparison with UCAC-4 gives the positional errors +/-0.34 arcsec based on 1, 099, 005 cross-identified objects.

연구 동기 및 목표

• 기록된 사진 필름을 이용하여 60번째 천경대역에 대한 고정밀 천체측위 및 항성계 캐탈로그를 제작하기.
• 상업용 플랫베드 스캐너가 전문 천문학에서 고정밀 천체측위 측정에 활용 가능한지 평가하기.
• B magnitude가 광전기 기준에 따라 校정된 TYCHO-2 기준 프레임에 기반한 기준 캐탈로그 수립하기.
• 기존의 천체측위 시스템과의 상호비교를 통해 유도된 위치 및 magnitude의 내부 및 외부 정확도 평가하기.

제안 방법

• 120장의 사진 필름(기록 프로그램 FONAK(FON))을 1200 dpi 해상도로 작동하는 Microtek ScanMaker 9800XL TMA 스캐너를 사용해 디지털화하기.
• 30×30 cm 크기의 13,000×13,000 픽셀 디지털 이미지에서 항성 위치 및 B magnitude 추출을 위한 영상 처리 수행하기.
• 오차 분석을 위한 교차 식별(93,925개 항성 대상) 기반으로 TYCHO-2 기준 프레임을 사용한 천체측위 보정 수행, Right Ascension 및 Declination 보정 수행하기.
• B magnitude 정확도 확보를 위한 광전기 기준 기반 항성계 보정 수행, 다양한 magnitude 간격에 대한 오차 추정 수행하기.
• 외부 캐탈로그와의 상호검증: 위치 정확도 평가를 위한 UCAC-4, 일관성 검증을 위한 TYCHO-2 사용하기.
• 위치 및 항성계 잔차의 통계적 분석을 통해 내부 및 외부 정확도 정량화하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 상업용 플랫베드 스캐너가 기록된 사진 필름의 천체측위 보정에 충분한 정밀도를 확보할 수 있는가?
• RQ2 비전문 장비를 사용해 디지털화된 필름에서 유도된 캐탈로그의 내부 위치 및 항성계 정확도는 어느 정도인가?
• RQ3 유도된 위치 및 magnitude가 TYCHO-2 및 UCAC-4와 같은 기존의 천체측위 시스템과 얼마나 잘 일치하는가?
• RQ4 특히 B = 8–13 mag 범위에서 항성계 및 천체측위 솔루션의 magnitude 의존적 성능은 어떠한가?
• RQ5 접근 가능한 디지털화 도구를 사용해 기록된 필름에서 대규모 캐탈로그를 신뢰성 있게 제작할 수 있는가?

주요 결과

• 60번째 천경대역에 위치한 1,263,932개의 항성 및 은하로 구성된 캐탈로그를 확보하였으며, 1984.76 ± 0.50 에포크 기준으로 위치 및 B magnitude가 결정되었다.
• 내부 위치 정확도는 모든 대상에 대해 ±0.26 arcsec이며, B = 8–13 mag 범위의 항성에서는 ±0.13 arcsec로 향상된다.
• 항성계 정확도는 총합 기준 ±0.17 mag이며, B = 8–13 mag 간격의 항성에서는 ±0.11 mag로 향상된다.
• TYCHO-2와의 교차 식별 결과, 93,925개의 공통 항성에 대해 Right Ascension 및 Declination에서 각각 ±0.06 arcsec의 일치가 확인되었다.
• UCAC-4와의 비교 결과, 1,099,005개의 교차 식별 대상 기반으로 위치 오차가 ±0.34 arcsec로 산출되었다.
• 광전기 기준과의 일치 결과, 4,458개의 공통 항성에 대해 ±0.16 mag의 오차가 확인되어 항성계 신뢰성 확인되었다.