[論文レビュー] Concerning the Distance to the Center of the Milky Way and its Structure

D. Majaess|arXiv (Cornell University)|Feb 14, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 10被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、OGLE調査のRR Lyrae変光星を用いて、$ R_0 = 8.1 \pm 0.6 $ kpc の銀河中心距離を推定し、$VI$-バンドの周期-赤道関係を用いて減光をマッピングし、銀河の構造を評価した。$ \phi \simeq 25^\circ $ における顕著な棒構造や三軸的バルジの強力な証拠は得られず、赤く光る巨星とセフェイドからの赤化と整合的であることが確認された。

ABSTRACT

The distance to the Galactic center inferred from OGLE RR Lyrae variables observed in the direction of the bulge is Ro=8.1+-0.6 kpc. An accurate determination of Ro is hindered by countless effects that include an ambiguous extinction law, a bias for smaller values of Ro because of a preferential sampling of variable stars toward the near side of the bulge owing to extinction, and an uncertainty in characterizing how a mean distance to the group of variable stars relates to Ro. A VI-based period-reddening relation for RR Lyrae variables is derived to map extinction throughout the bulge. The reddening inferred from RR Lyrae variables in the Galactic bulge, LMC, SMC, and IC 1613 match that established from OGLE red clump giants and classical Cepheids. RR Lyrae variables obey a period-colour (VI) relation that is relatively insensitive to metallicity. Edge-on and face-on illustrations of the Milky Way are constructed by mapping the bulge RR Lyrae variables in tandem with cataloged red clump giants, globular clusters, planetary nebulae, classical Cepheids, young open clusters, HII regions, and molecular clouds. The sample of RR Lyrae variables do not trace a prominent Galactic bar or triaxial bulge oriented at phi~25 degrees.

研究の動機と目的

• OGLE調査のRR Lyrae変光星を用いて、銀河中心距離の精度を向上させること。
• 減光バイアスや金属量効果に起因する $ R_0 $ 評価の系統的不確実性を扱うこと。
• RR Lyrae変光星の $VI$-バンド周期-赤道関係を確立・適用し、銀河バルジ全域の星間赤化をマッピングすること。
• RR Lyrae変光星、赤く光る巨星、その他のトレーサーを組み合わせて、銀河の断面図および上面図モデルを構築し、銀河の形状を評価すること。
• RR Lyrae変光星が $ \phi \simeq 25^\circ $ で顕著な銀河の棒構造や三軸的バルジ構造を示すかどうかを検証すること。

提案手法

• 不正確な距離を持つものを除いた、OGLE調査のRR Lyrae変光星のサンプルを用いる。
• RR Lyrae変光星の $VI$-バンド周期-赤道関係を導出：$ E_{B-V} \simeq -0.88\log{P_f} + 0.87(V-I) - 0.61 $、グローブラークラスタ（M3, M54, M92, NGC 6441）を用いて校正した。
• ウェーゼンアイト関数を用いて、赤化に依存しない距離を導出し、減光関連の不確実性を最小限に抑える。
• OGLEデータの平均等級、色過剰、銀河座標を用いて、銀河バルジ全域の減光と距離をマッピングする。
• RR Lyrae変光星と赤く光る巨星、球状星団、惑星状星雲、その他のトレーサーを組み合わせて、断面図および上面図の銀河モデルを構築する。
• 推定された赤化をOGLEの赤く光る巨星および古典的セフェイドからの既知の値と比較し、手法の妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 OGLE調査のRR Lyrae変光星に基づく、銀河中心距離の最も正確な推定値は何か？
• RQ2 RR Lyrae変光星の $VI$-バンド周期-赤道関係は、銀河バルジにおける減光マッピングをどのように改善するか？
• RQ3 RR Lyrae変光星は $ \phi \simeq 25^\circ $ で顕著な銀河の棒構造や三軸的バルジ構造を示すか？
• RQ4 RR Lyrae変光星の $VI$-バンド周期-色関係は、赤く光る巨星やセフェイドなどの他のトレーサーから導かれたものと比較してどう異なるか？
• RQ5 [Fe/H]-$M_V$ 関係がRR Lyrae距離推定にバイアスを及える程度はどの程度で、ウェーゼンアイト法はその影響をどのように軽減するか？

主な発見

• OGLEのRR Lyrae変光星を用いて、銀河中心距離は $ R_0 = 8.1 \pm 0.6 $ kpc と推定された。
• RR Lyrae変光星の $VI$-バンド周期-赤道関係は、校正データを平均 $ \pm 0.03 $ マグニチュードの誤差で再現した。
• バルジ、LMC、SMC、IC 1613におけるRR Lyrae変光星から推定された赤化は、OGLEの赤く光る巨星および古典的セフェイドからの値と一致した。
• RR Lyrae変光星の $VI$-バンド周期-色関係は金属量に対して相対的に感度が低く、距離および減光マッピングへの応用が有効であることを支持する。
• RR Lyrae変光星は $ \phi \simeq 25^\circ $ で顕著な銀河の棒構造や三軸的バルジ構造を示さず、より対称的または複雑な構造である可能性を示唆する。
• ウェーゼンアイト関数は、赤化に依存しない距離推定法を提供し、減光関連の不確実性の伝搬を低減する。