[论文解读] 2mass/Hipparcos Extinctions and Distances in the Serpens - Aquila Region.IV. Error Propagation. Individual stars and mean values

J. Knude|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2011

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用 3

一句话总结

本论文研究了2MASS与Hipparcos测光数据中误差的传播，以推导Serpens-Aquila星形成区的恒星消光与距离。通过应用$(H-K)_0$与$(J-H)_0$的关系以及$(J-K)_0$与$M_J$的关系，发现$A_J$的中位数误差约为0.1 mag，$M_J$的误差约为0.3 mag，相对距离误差峰值为15%，基于$A_J/\text{distance}$的局部极大值，Serpens-Aquila星云位于203 ± 7 pc处。

ABSTRACT

We estimate errors from the application of the main sequence $(H-K)_0 \ vs. \ (J-H)_0$ and $(J-K)_0 \ vs. \ M_J$ relations on 2mass photometry to provide stellar extinctions and distances. The error propagation on individual stars in the Serpens -- Aquila star forming region is investigated. Results: errors on the $J-band$ extinction $σ_{A_J}$ are found in the range from 0.05 to 0.20 mag and peak at $\approx$0.1. For the absolute $J-band$ magnitudes the $σ_{M_J}$ range is found from 0.1 to 0.5 mag and the distribution has a pronounced maximum at $\approx$0.3 mag. Individual relative distance errors, $σ_{distance}/distance$, are found in the interval from 8$%$ to 25$%$ and peak at 15$%$. If cloud distances are identified with the location of a local maximum of the $A_J(median)/distance(median)$ variation the Serpens -- Aquila cloud may be at 203$\pm$7 pc. We propose that the median absolute deviation from the median of $A_J$ could be used as a cloud distance indicator

研究动机与目标

• 量化从2MASS与Hipparcos测光数据中推导出的Serpens-Aquila区域消光与距离估计的不确定性。
• 评估主序星在$(H-K)_0$与$(J-H)_0$以及$(J-K)_0$与$M_J$颜色-星等关系中的误差传播。
• 评估$A_J$的中位数绝对偏差（MAD）作为星云距离指示器的可靠性。
• 利用$A_J/\text{distance}$比值及其局部极大值，确定Serpens-Aquila星云的距离。
• 为个体恒星及消光与距离的平均值提供误差估计，以支持未来三维消光图的构建。

提出的方法

• 使用Bessell & Brett (1988)的固有颜色关系，并将其转换至2MASS系统，以估算消光。
• 对观测到的$(J-H)_0$、$(H-K)_0$颜色应用消光向量，通过色指数超$E_{J-H}$和标准消光律确定$A_J$。
• 利用基于Hipparcos-2MASS共视恒星校准的$M_J$与$(J-K)_0$关系，推导绝对星等。
• 使用距离模数公式计算距离：$r(\text{pc}) = 10^{0.2(J - M_J - A_J + 5)}$。
• 采用30 pc的距离分箱，计算$A_J$的中位数、距离的中位数及其均值误差。
• 提出利用MAD($A_J$)作为星云位置的稳健指标，通过识别消光分布中的偏离来实现。

实验结果

研究问题

• RQ1 Serpens-Aquila区域中个体恒星的$J$波段消光（$\sigma_{A_J}$）的典型误差是多少？
• RQ2 绝对$J$波段星等（$\sigma_{M_J}$）和相对距离（$\sigma_{\text{distance}}/\text{distance}$）的误差分布如何？
• RQ3 $A_J$的中位数绝对偏差（MAD($A_J$)）能否作为可靠的星云距离指示器？
• RQ4 基于$A_J/\text{distance}$比值及其局部极大值，Serpens-Aquila星云位于何处？
• RQ5 光度误差（≤0.040 mag）如何影响具有独特固有颜色恒星的选择？

主要发现

• 个体$J$波段消光误差（$\sigma_{A_J}$）在0.05至0.20 mag之间，峰值约为0.1 mag。
• 绝对$J$波段星等误差（$\sigma_{M_J}$）在0.1至0.5 mag之间，峰值为0.3 mag。
• 相对距离误差（$\sigma_{\text{distance}}/\text{distance}$）在8%至25%之间，峰值为15%。
• Serpens-Aquila星云位于203 ± 7 pc处，该结果通过$A_J(\text{中位数})/\text{距离}(\text{中位数})$变化的局部极大值确定。
• $A_J$的中位数绝对偏差（MAD($A_J$)）与$A_J/\text{distance}$的峰值高度一致，表明其作为星云距离指示器的实用性。
• 在203.3 pc分箱中，$A_J/\text{distance}$比值的误差估计为5.5 × 10⁻⁵ mag/pc，共有177颗恒星参与中位数计算。