[論文レビュー] A comprehensive comparison between APOGEE and LAMOST: Radial Velocities and Atmospheric Stellar Parameters

Borja Anguiano, Steven R. Majewski+8 more|arXiv (Cornell University)|Jul 19, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 28被引用数 13

ひとこと要約

本研究は、42,420個の共通星を対象として、APOGEE DR14とLAMOST DR3の径速度および星の大気パラメータ（Teff、log g、[Fe/H]）を包括的に比較した。系統的なずれが検出された—径速度で4.54 ± 0.03 km s⁻¹、Teffで13 K、[Fe/H]で0.06 dex、log gで0.14 dex—これらは有効温度および金属量に依存しており、APOGEE DR14–DR12とAPOGEE DR14–LAMOSTのずれの間に相関が見られなかったため、LAMOST/Cannonの校正がAPOGEE DR12パラメータと完全に一致しているとは言えないことが示唆された。

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.

研究の動機と目的

• 高分解能のAPOGEEと低分解能のLAMOST調査間における径速度および星の大気パラメータの一貫性を評価すること。
• APOGEE DR14とLAMOST DR3間のT_eff、log g、[Fe/H]、および径速度における系統的ずれとランダム散乱を同定すること。
• The Cannonを用いてLAMOSTの星のパラメータをAPOGEE DR12基準に校正した信頼性を評価すること。
• パラメータのずれが有効温度および金属量に依存するかどうかを調査すること。
• APOGEE DR12とDR14間のパラメータの進化の一貫性と、それがLAMOSTのクロス校正に与える影響を検討すること。

提案手法

• APOGEE DR14とLAMOST DR3の星のカタログを照合し、42,420個の共通星を特定した。
• 2つの調査間の径速度、有効温度、表面重力、[Fe/H]値を比較した。
• 17,482個の赤色巨星について、The Cannonアルゴリズムを用いてLAMOSTパラメータをAPOGEE DR12基準に校正した。
• パラメータ差の系統的ずれと散乱（平均および標準偏差）を定量化した。
• 有効温度と[Fe/H]に対するパラメータ差の依存性を、ビン別および相関に基づく手法を用いて分析した。
• LAMOSTが適切に校正されている場合に期待されるように、APOGEE DR14–DR12差とAPOGEE DR14–LAMOST（DR12に校正済み）差の間に相関があるかどうかを検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 APOGEE DR14とLAMOST DR3間の径速度における系統的ずれと散乱は何か？
• RQ2 共通星について、APOGEE DR14とLAMOST DR3の有効温度、表面重力、[Fe/H]値はどのように比較されるか？
• RQ3 LAMOSTのパラメータがThe Cannonを用いてAPOGEE DR12に校正された場合、その結果が真のAPOGEE DR14パラメータをどれほど正確に反映しているか？
• RQ4 パラメータのずれが有効温度または金属量に依存するか？
• RQ5 LAMOSTが適切に校正されている場合に期待されるように、APOGEE DR14–DR12差とAPOGEE DR14–LAMOST（DR12に校正済み）差の間に相関があるか？

主な発見

• APOGEE DR14とLAMOST DR3間の径速度ずれは4.54 ± 0.03 km s⁻¹であり、分散は5.8 km s⁻¹である。これはAPOGEEの径速度が系統的に高いことを示している。
• 有効温度のずれは13 K、分散は155 Kであり、両調査間で中程度の一致が見られる。
• [Fe/H]のずれは0.06 dex、分散は0.13 dexであり、良好だが完全な一致ではない。
• 表面重力のずれは0.14 dexであり、APOGEE DR14の赤色巨星とLAMOST DR3を比較した際の分散は0.25 dexと大きく、有意なばらつきを示している。
• APOGEE DR14–DR12差とAPOGEE DR14–LAMOST（DR12に校正済み）差の間に有意な相関は見られず、LAMOST/Cannonの校正がAPOGEE DR12と完全に一致していないことを示唆している。
• T_eff > 4800 Kでlog gが2.0〜2.8 dexの星において、APOGEE DR14–DR12差とLAMOST–DR12表面重力のずれの間に弱い相関が観察された。これはKeplerからの共通の重力校正に起因する可能性がある。