[論文レビュー] RR Lyrae and Type II Cepheid Variables Adhere to a Common Distance Relation

D. Majaess|arXiv (Cornell University)|Dec 15, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 13被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、RR型標準白色矮星とII型Cepheid変光星が、VIバンド光度測定を用いて共通の赤外線補正付きWesenheit周期-等級関係に従うことを示しており、金属量補正なしに多様な系において一貫した距離推定を可能にする。この手法により、SMC、M33、IC 1613および球状星団内のRR型標準白色矮星の距離が、古典的Cepheidに基づく推定と不確かさの範囲内で一致する。

ABSTRACT

Preliminary evidence is presented reaffirming that SX Phe, RR Lyrae, and Type II Cepheid variables may be characterized by a common Wesenheit period-magnitude relation, to first order. Reliable distance estimates to RR Lyrae variables and Type II Cepheids are ascertained from a single VI-based reddening-free relation derived recently from OGLE photometry of LMC Type II Cepheids. Distances are computed to RR Lyrae (d~260 pc), and variables of its class in the galaxies IC 1613, M33, Fornax dSph, LMC, SMC, and the globular clusters M3, M15, M54, omega Cen, NGC 6441, and M92. The results are consistent with literature estimates, and in the particular cases of the SMC, M33, and IC 1613, the distances agree with that inferred from classical Cepheids to within the uncertainties: no corrections were applied to account for differences in metallicity. Moreover, no significant correlation was observed between the distances computed to RR Lyrae variables in omega Cen and their metallicity, despite a considerable spread in abundance across the sample. In sum, concerns regarding a sizeable metallicity effect are allayed when employing VI-based reddening-free Cepheid and RR Lyrae relations.

研究の動機と目的

• RR型標準白色矮星とII型Cepheid変光星が共通の周期-等級関係に従うかどうかを検証すること。
• 赤外線補正付きWesenheit関係から得られる距離推定に金属量が与える影響を評価すること。
• 同一の校正済み関係を用いて、多様な系におけるRR型標準白色矮星の距離を一貫して推定すること。
• 金属量や銀河的環境の違いにわたるVIベースの赤外線補正付き関係の信頼性を評価すること。

提案手法

• LMCのII型CepheidのOGLE光度測定に基づき、$ \beta = 2.55 $ として定義された赤外線補正付きWesenheit関数 $ W_{VI} = V - \beta(V-I) $ を用いる。
• 校正済み関係 $ W_{VI} = -2.45\log P_f + 17.28 $ を用いて、複数の系におけるRR型標準白色矮星の距離を計算する。
• 第1フォルダーモード周期に一致させるために、高調波パルサーは $ \log P_f \simeq \log P_o + 0.13 $ で補正する。
• RV Tau型II型CepheidはWesenheit挙動が一貫していないため除外する。
• 近接するRR型標準白色矮星（例：$ d \simeq 260 $ pc）の平均VI光度測定は、アマチュアスカイサーベイのデータを用いる。
• 結果を文献値および古典的Cepheid距離と比較し、金属量補正を一切適用しない。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RR型標準白色矮星とII型Cepheid変光星は、Wesenheit図において共通の周期-等級関係に従うか？
• RQ2 VIベースの赤外線補正付き関係から得られる距離推定は、RR型標準白色矮星集団における金属量の変動に対して感受性を示さないか？
• RQ3 同じ校正済みWesenheit関係を用いて、銀河および球状星団内のRR型標準白色矮星の距離を、古典的Cepheidから得られる距離と一貫して推定できるか？
• RQ4 光度測定の汚染およびR/V比の変動が、この手法による距離推定に与える影響は何か？

主な発見

• 太陽系近傍のRR型標準白色矮星（d ≈ 260 pc）は、HSTパララックス測定（262 ± 14 pc）と一致する距離推定値を示す。
• SMC、M33、IC 1613のRR型標準白色矮星の距離は、金属量補正なしに古典的Cepheidに基づく距離と不確かさの範囲内で一致する。
• $\omega$ CenのRR型標準白色矮星において、[Fe/H]が-1.0から-2.4にわたる広がりがあるにもかかわらず、距離推定値と金属量との間に統計的に有意な相関は見出されない。
• VIベースのWesenheit関係は金属量に対して極めて感受性が低く、多様な系において一貫した勾配とゼロ点を示す。
• SX Phe、RR型標準白色矮星、およびII型Cepheid（RV Tau型を除く）は、Wesenheit図において共通の周期-等級関係に従う。
• この手法は、銀河および球状星団に広く適用可能な、強固で赤外線補正付きの距離指標を提供する。