[论文解读] A Comparison of SDSS Standard Star Catalog for Stripe 82 with Stetson's Photometric Standards

Željko Ivezić, J. A. Smith+22 more|arXiv (Cornell University)|Jan 17, 2007

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 4

一句话总结

本文提出了一套在SDSS条带82区的70万颗恒星的高精度标准星目录，基于重复成像实现了亚0.01 mag的测光精度。通过与Stetson的BVRI标准星比较，表明SDSS ugriz与BVRI系统之间的转换存在系统误差低于几毫mag，空间零点变化小于0.01 mag，从而实现了两个系统间可靠的测光定标。

ABSTRACT

We compare Stetson's photometric standards with measurements listed in a standard star catalog constructed using repeated SDSS imaging observations. The SDSS catalog includes over 700,000 candidate standard stars from the equatorial stripe 82 (|Dec|<1.266 deg) in the RA range 20h 34' to 4h 00', and with the $r$ band magnitudes in the range 14--21. The distributions of measurements for individual sources demonstrate that the SDSS photometric pipeline correctly estimates random photometric errors, which are below 0.01 mag for stars brighter than (19.5, 20.5, 20.5, 20, 18.5) in ugriz, respectively (about twice as good as for individual SDSS runs). We derive mean photometric transformations between the SDSS gri and the BVRI system using 1165 Stetson stars found in the equatorial stripe 82, and then study the spatial variation of the difference in zeropoints between the two catalogs. Using third order polynomials to describe the color terms, we find that photometric measurements for main-sequence stars can be transformed between the two systems with systematic errors smaller than a few millimagnitudes. The spatial variation of photometric zeropoints in the two catalogs typically does not exceed 0.01 magnitude. Consequently, the SDSS Standard Star Catalog for Stripe 82 can be used to calibrate new data in both the SDSS ugriz and the BVRI systems with a similar accuracy.

研究动机与目标

• 利用SDSS条带82区的重复成像构建高精度标准星目录，以改进测光定标。
• 通过与Stetson已建立的BVRI测光标准星比较，评估SDSS标准星目录的测光精度。
• 量化SDSS ugriz与Stetson的BVRI系统之间测光零点的系统误差与空间变化。
• 为光谱型主序星实现SDSS与Johnson-Kron-Cousins测光系统之间的可靠测光转换。

提出的方法

• 利用SDSS条带82区的重复成像观测构建SDSS标准星目录，通过多次扫描的测光数据平均以减少随机误差。
• 利用SDSS目录中的测光测量结果，为1,165颗与Stetson标准星重合的恒星合成BVRI星等。
• 通过三阶多项式颜色项建模SDSS ugriz与BVRI测光系统之间的转换关系。
• 分别对四个独立区域（Kapteyn选定区）计算两份目录之间的零点偏移，以评估空间变化。
• 对星等差值进行误差条归一化后的统计分析，结果呈高斯分布，宽度为0.7–0.8，表明测光精度一致。
• 区域4中的差异被追溯至Stetson测光中潜在的零点偏移，经与作者联系后确认，而非SDSS数据错误。

实验结果

研究问题

• RQ1 SDSS条带82区标准星目录的测光精度如何，特别是对于u星等亮于19.5、g星等亮于20.5、r星等亮于20.5、i星等亮于20.0、z星等亮于18.5的恒星？
• RQ2 SDSS ugriz测光测量结果在主序星上向Johnson-Kron-Cousins BVRI系统的转换效果如何？
• RQ3 在SDSS与Stetson标准星目录之间，SDSS条带82区的测光零点空间变化如何？
• RQ4 SDSS与BVRI系统之间测光转换的系统误差是否低于几毫mag？
• RQ5 SDSS条带82区标准星目录是否可被可靠地用于新数据在ugriz与BVRI测光系统中的定标？

主要发现

• SDSS标准星目录在条带82区包含超过70万颗候选标准星，对于u、g、r、i、z星等分别亮于(19.5, 20.5, 20.5, 20.0, 18.5)的恒星，其测光精度低于0.01 mag。
• 对于亮度超过指定极限的恒星，SDSS目录中的随机测光误差低于0.01 mag，约为单次SDSS观测精度的两倍。
• 使用三阶颜色项进行SDSS ugriz与BVRI系统之间的测光转换，对主序星的系统误差小于几毫mag。
• SDSS与Stetson目录之间测光零点的空间变化在条带82区通常小于0.01 mag。
• SDSS条带82区标准星目录已公开，适用于ugriz与BVRI测光系统中新数据的定标，精度相当。
• 区域4中的差异归因于Stetson测光中潜在的零点偏移，而非SDSS数据，经Stetson标准星作者确认。