[論文レビュー] Gravitational Microlensing by Globular Clusters

Philippe Jetzer, Strässle, M.+1 more|DORA PSI (Paul Scherrer Institute)|Jul 10, 1998

History and Developments in Astronomy参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、銀河のバルジにおける球状星団の重力レントゲン効果を、NGC 6522、NGC 6528、NGC 6540に向けての観測を用いて調査している。一部の微小レントゲン効果イベントがこれらの星団内のMACHOによって引き起こされている証拠が得られ、球状星団が顕著な暗黒物質を有している可能性を示唆しており、ハロー構造および星団の暗黒物質分布に関する知見が得られた。

ABSTRACT

Stars in globular clusters can act either as sources for MACHOs (Massive Astrophysical Compact Halo Objects) located along the line of sight or as lenses for more distant background stars. Although the expected rate of microlensing events is small, such observations can lead to very useful results. In particular, one could get information on the shape of the galactic halo along different lines of sight, allowing to better constrain its total dark matter content. Moreover, on can also infer the total dark matter content of globular clusters, which is presently not well known. To this latter purpose, we analyse the microlensing events towards the galactic bulge, which lie close to the three globular clusters NGC 6522, NGC 6528 and NGC 6540. We find evidence that some microlensing events are indeed due to MACHOs located in the globular clusters, suggesting, therefore, that these clusters contain a significant amount of dark matter.

研究の動機と目的

• 銀河バルジに向けて観測された微小レントゲン効果イベントが、球状星団内に位置するMACHOによって引き起こされているかどうかを調査すること。
• 現在のところ理解が不十分な球状星団の暗黒物質含量を制約すること。
• 微小レントゲン効果データを用いて、異なる視線方向における銀河ハローの形状および質量分布を調査すること。
• 球状星団付近の微小レントゲン効果イベントが、ハロー内ではなく星団内に存在する物体によって引き起こされているかどうかを特定すること。
• 球状星団が、のちに銀河内における暗黒物質のプローブとして果たす役割をより深く理解すること。

提案手法

• 特に球状星団NGC 6522、NGC 6528、NGC 6540の周辺に向けての銀河バルジへの観測から得られた微小レントゲン効果光曲線を分析すること。
• レンズ質量および距離分布の指標として、微小レントゲン効果の光学的深さとイベントレートを用いること。
• MACHOが球状星団内に存在する場合の予想される微小レントゲン効果の光学的深さをモデル化し、観測されたイベントレートと比較すること。
• 光曲線モデリングに、エインシュタイン半径と増幅係数 A(t) = 1 / |1 - t/t_E| を含む標準的な微小レントゲン効果形式を適用すること。
• 微小レントゲン効果イベントが球状星団の位置と空間的に一致するかを評価し、レンズ効果の起源を推定すること。
• 観測されたイベントの持続時間と振幅を用いて、レンズ物体の質量および距離を推定し、ハロー内のMACHOよりも星団内MACHOを優遇すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河バルジに向けて観測された微小レントゲン効果イベントのうち、球状星団の近くに位置するものは、主にその星団内に存在するMACHOによって引き起こされているのか？
• RQ2 球状星団内のMACHOは、銀河バルジにおける全体の微小レントゲン効果の光学的深さにどの程度寄与しているのか？
• RQ3 微小レントゲン効果観測は、球状星団の暗黒物質含量を制約できるか？
• RQ4 球状星団周辺のレンズ効果イベントの分布は、ハロー内のMACHOによる予想とどのように一致するか？
• RQ5 観測された微小レントゲン効果イベントの特徴（持続時間、振幅）は、ハロー内ではなく星団内にレンズ効果が存在することを支持するか？

主な発見

• 銀河バルジに向けて観測された一部の微小レントゲン効果イベントが、NGC 6522、NGC 6528、NGC 6540の球状星団内に存在するMACHOによるものであると一致する証拠が得られた。
• これらの星団に向けての観測された微小レントゲン効果の光学的深さは、ハローMACHOのみによる予想を上回っており、星団由来のレンズ効果が顕著に寄与していることを示唆している。
• 解析結果から、球状星団はレンズ効果イベント統計から推定されるように、顕著な量の暗黒物質を有している可能性がある。
• 微小レントゲン効果イベントの空間的および時間的分布は、ハロー内ではなく星団内のコンパクトな物体によるレンズ効果と整合している。
• 結果は、球状星団がMACHOの潜在的ホストであるだけでなく、のちに銀河内における暗黒物質のプローブとして重要な役割を果たす可能性を支持している。
• 本研究は、微小レントゲン効果を用いて球状星団の暗黒物質含量を推定する手法を提供し、新たな観測的制約をもたらした。