[論文レビュー] Extragalactic database. VII Reduction of astrophysical parameters

G. Paturel, H. Andernach+11 more|ArXiv.org|Jun 10, 1998

Astronomical Observations and Instrumentation参考文献 8被引用数 96

ひとこと要約

本論文は、10万件を超える銀河のリヨン・ムドン銀河外天体データベース（LEDA）における均質化および補正された天体物理学的パラメータの包括的なフレームワークを提示する。明るさ、赤方偏移、直径、運動学的パrameterといった測定値は、機器効果、傾き、K補正、銀河空間減光のための体系的補正を通じて標準化され、多様なソースやシステム間で一貫性があり、正確かつ再現可能なデータを天文学的研究に提供する。

ABSTRACT

The Lyon-Meudon Extragalactic database (LEDA) gives a free access to the main astrophysical parameters for more than 100,000 galaxies. The most common names are compiled allowing users to recover quickly any galaxy. All these measured astrophysical parameters are first reduced to a common system according to well defined reduction formulae leading to mean homogeneized parameters. Further, these parameters are also transformed into corrected parameters from widely accepted models. For instance, raw 21-cm line widths are transformed into mean standard widths after correction for instrumental effect and then into maximum velocity rotation properly corrected for inclination and non-circular velocity. This paper presents the reduction formulae for each parameter: coordinates, morphological type and luminosity class, diameter and axis ratio, apparent magnitude (UBV, IR, HI) and colors, maximum velocity rotation and central velocity dispersion, radial velocity, mean surface brightness, distance modulus and absolute magnitude, and group membership. For each of these parameters intermediate quantities are given: galactic extinction, inclination, K-correction etc.. All these parameters are available from direct connexion to LEDA (telnet lmc.univ-lyon1.fr, login: leda, no passwd OR http://www-obs.univ-lyon1.fr/leda ) and distributed on a standard CD-ROM (PGC-ROM 1996) by the Observatoire de Lyon via the CNRS (mail to [e-mail]).

研究の動機と目的

• 10万件を超える銀河のリヨン・ムドン銀河外天体データベース（LEDA）における天体物理学的パラメータの統一的・一貫的・再現可能なシステムの提供。
• 21cm線幅や視覚的明るさといった生の観測データを、明確に定義された還元式を用いて物理的に意味のある、システムに依存しないパラメータに変換すること。
• 内部測定誤差と個々の測定間の外部分散の両方を考慮した新しい不確実性推定値の導入により、データの信頼性を向上させること。
• 少なくとも1年間、還元手順を変更せず、バージョニング（例：LEDA1996）を明確にすることで、長期的なデータの一貫性を確保し、再現可能な科学的引用を可能にすること。
• NGC、PGC、UGC、IRASを含む40の主要なカタログを網羅的に編集・標準化し、銀河名のクロス識別とデータ取得を支援すること。

提案手法

• 異種のデータソース間で一貫性を保つために、標準化された還元式を用いて生の天体物理学的測定値を均質化されたパラメータに変換する。
• 21cm線幅に機器による幅の拡大を補正し、傾きと非円形運動を補正して最大回転速度を導出する。式は $v_{\text{max}} = v_{\text{obs}} / \tan(i)$ であり、$i$ は傾き角である。
• スペクトルエネルギー分布モデルから導かれる $K(z)$ を用いて、観測された明るさを静止系明るさに変換するK補正を適用する。関係式は $m_{\text{rest}} = m_{\text{obs}} - K(z)$ である。
• シュレーゲル、フィンクバイナー＆デイビス（1998）のダストマップを用いて、視覚的明るさを銀河空間減光から補正する。$A_V$ は全散乱比 $R_V = 3.1$ から導出される。
• 傾き依存の補正を施した表面輝度を計算する。式は $brief = m'(D_n) + 2.5 \log(k R^{-2C} + (1-k) R^{(0.4C/K_D)-1})$ であり、$R$ は軸比、$C$ は傾きの関数である。
• $v_{\text{vir}} > 500 \, \text{km/s}$ の銀河に対して、補正された局所銀河団の流入速度（170 km/s）を固定値として用い、ハッブル定数 $H_0 = 75 \, \text{km/s/Mpc}$ を用いて運動論的距離モジュラス $mucin = 5 \log(v_{\text{vir}}/75) + 25$ を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数の銀河外カタログからの異種な天体物理学的パラメータを、一貫性があり、システムに依存しない基準フレームに均質化する方法は何か？
• RQ2 観測された21cm線幅を、機器による幅の拡大と傾き効果から補正し、正確な最大回転速度を導出する最適な手法は何か？
• RQ3 表面輝度測定値を傾きと減光から補正することで、内在的平均表面輝度の信頼性の高い推定値を得る方法は何か？
• RQ4 局所銀河団の流入とハッブルフローを考慮した場合、径速度から絶対明るさと距離モジュラスを推定する最も頑健な手法は何か？
• RQ5 自動化されたクラスタリングアルゴリズムを用いて銀河団メンバーを信頼性高く割り当てる方法は何か？また、このような団の割り当てがパラメータの均質化に与える影響は何か？

主な発見

• 内部標準偏差と外部標準偏差の二乗和を用いた新しい不確実性推定値は、一貫性があり、矛盾のない測定から得られたパラメータを効果的に同定し、データ品質管理の向上に寄与した。
• 補正済み最大回転速度 $v_{\text{max}}$ は、傾きと非円形運動を補正する補正係数を含んでおり、より正確な運動論的距離推定が可能になった。
• 傾き補正を施した表面輝度は、$D_n$-明るさ関係において相関係数 $\rho = 0.74 \pm 0.02$、LV有効表面輝度において $\rho = 0.84 \pm 0.01$ を示し、モデルの信頼性を裏付けた。
• 運動論的距離モジュラス $mucin$ は、$v_{\text{vir}} > 500 \, \text{km/s}$ の39,243個の銀河に対して計算され、固定された局所銀河団流入速度170 km/s と $H_0 = 75 \, \text{km/s/Mpc}$ を用いて、一貫性のある絶対明るさ推定が可能になった。
• 補正済み絶対明るさ $mabs = btc - mucin$ は39,243個の銀河に対して導出され、$btc$ は減光およびK補正を施したBバンド視覚的明るさである。
• 2つの頑健なクラスタリングアルゴリズム（拡散法と階層的クラスタリング）を用いて2,702個の銀河に団メンバーを割り当て、485個のリヨン銀河団（LGG）を構築した。LGG番号はクロスリファレンスに利用可能である。