[논문 리뷰] Over 78 000 RR Lyrae Stars in the Galactic Bulge and Disk from the OGLE Survey

I. Soszyński, A. Udalski외 12명|CaltechAUTHORS (California Institute of Technology)|2019. 12. 31.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 1인용 수 37

한 줄 요약

본 논문은 OGLE Collection of RR Lyrae stars를 Galactic bulge와 disk의 78,350개 객체로 확대하고, 분류(RRab, RRc, RRd, anomalous RRd), 완전성, 교차 매칭 및 다모드 펄서에 대해 자세히 다룬다.

ABSTRACT

We present an upgrade of the OGLE Collection of RR Lyrae stars in the Galactic bulge and disk. The size of our sample has been doubled and reached 78 350 RR Lyr variables, of which 56 508 are fundamental-mode pulsators (RRab stars), 21 321 pulsate solely in the first-overtone (RRc stars), 458 are classical double-mode pulsators (RRd stars), and 63 are anomalous RRd variables (including five triple-mode pulsators). For all the newly identified RR Lyr stars, we publish time-series photometry obtained during the OGLE Galaxy Variability Survey. We present the spatial distribution of RR Lyr stars on the sky, provide a list of globular clusters hosting RR Lyr variables, and discuss the Petersen diagram for multimode pulsators. We find new RRd stars belonging to a compact group in the Petersen diagram (with period ratios P_1O/P_F = 0.74 and fundamental-mode periods P_F = 0.44 d) and we show that their spatial distribution is roughly spherically symmetrical around the Milky Way center.

연구 동기 및 목표

• GALACTIC RR Lyrae 인구를 OGLE Galaxy Variability Survey (GVS)를 사용하여 bulge와 disk에서 정량화한다.
• 넓은 범위에서 RR Lyrae의 높은 완전도와 순도를 가진 카탈로그를 생산한다.
• 펄스 모드(RRab, RRc, RRd, anomalous RRd)와 다모드 행동을 특징지운다.
• 공간 분포 분석, 외부 카탈로그와의 교차 매칭 및 완전도와 오염도 평가를 수행한다.

제안 방법

• GVS I-band 광변광 곡선에서 Fnpeaks 주기 탐색과 Discrete Fourier Transform를 이용한 2단계 RR Lyrae 선택.
• 펄스 유형을 분류하기 위한 광변곡선 템플릿 피팅 및 시각적 검토.
• RRab, RRc, RRd 후보를 구별하기 위한 광곡선의 Fourier 분해.
• 완전도 평가 및 놓친 객체의 재발견을 위해 주요 외부 RR Lyrae 카탈로그(VSX, Gaia DR2, Pan-STARRS 등)와의 교차 매칭.
• 펄스 주기를 정제하기 위해 Tatry 코드(Schwarzenberg-Czerny 1996) 사용.
• 각 천체에 대한 60″×60″의 Finding charts 작성 및 시계열 광측광의 게시.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 bulge와 disk 필드에서 OGLE GVS RR Lyrae 컬렉션의 완전도와 오염도는 어느 수준인가?
• RQ2 은하 중심부와 원반에서 RR Lyrae 인구는 공간적 분포와 펄스 모드 측면에서 어떻게 분포하는가?
• RQ3 이 큰 은하 샘플에서 다모드 RR Lyrae(RRd 및 anomalous RRd)의 발생률은 어떠하며, 이들의 특성은 금속성 및 은하 구조와 어떻게 관련되는가?
• RQ4 새로 식별된 RR Lyrae가 기존 카탈로그와 비교했을 때 어떤 차이가 있으며, 신규 탐지의 비율은 얼마인가?
• RQ5 RR Lyrae의 이중모드(Petersen 다이어그램)가 두 배 모드 펄스화에서 항성 진화와 가능한 침전 잔재에 대해 무엇을 시사하는가?

주요 결과

• OGLE 컬렉션은 이제 78,350 Galactic RR Lyrae stars를 포함한다: 56,508 RRab, 21,321 RRc, 그리고 521 RRd(포함 63 anomalous RRd).
• 새로 식별된 RR Lyrae의 약 40%가 기존 카탈로그에 포함되지 않아 상당한 신규 탐지가 있음을 시사한다.
• 전체 샘플의 완전도는 약 94% 수준이며, RRab에 대해 96%, RRc에 대해 91%이다; 더 어두운 RRc (I>17 mag) 및 특히 I>18 mag에서 완전도는 감소한다.
• 다모드 RR Lyrae의 수가 크게 증가하여 RRd 수가 148에서 458로 증가했다; anomalous RRd는 31에서 63으로 증가했고 세 개의 트리플-모드 RR Lyr도 포함되었다.
• P_F ≈ 0.44 d 및 P_1O/P_F ≈ 0.74인 RRd의 밀집 그룹이 확인되어(약 50개 객체 수준), 주로 bulge 중심 근처에 있고 은하 중심을 중심으로 대략 구형 분포를 이루며 이전의 별 스트림 해석에 도전한다.
• 연구는 상세한 공간 분포를 제공하고 RR Lyrae를 호스팅하는 성단(27개 성단 주목)들을 확인하며, Petersen 다이어그램을 이중 모드 펄서의 질량/금속적성의 도구로 논의한다.