[论文解读] A Database of Cepheid Distance Moduli and TRGB, GCLF, PNLF and SBF Data Useful for Distance Determinations

Laura Ferrarese, H. C. Ford+15 more|arXiv (Cornell University)|Oct 27, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用 97

一句话总结

本文汇编了截至1999年7月15日已发表数据的造父变星距离模和四种二级距离指示器（TRGB、PNLF、GCLF、SBF）的同质、一致数据库。通过统一校准、消光修正和误差处理，该数据库使各类距离指示器之间的稳健比较成为可能，并为基于造父变星的二级距离方法校准提供了基础，是确定哈勃常数和改进河外距离阶梯的关键支撑。

ABSTRACT

We present a compilation of Cepheid distance moduli and data for four secondary distance indicators that employ stars in the old stellar populations: the planetary nebula luminosity function (PNLF), the globular cluster luminosity function (GCLF), the tip of the red giant branch (TRGB), and the surface brightness fluctuation (SBF) method. The database includes all data published as of July 15, 1999. The main strength of this compilation resides in all data being on a consistent and homogeneous system: all Cepheid distances are derived using the same calibration of the period-luminosity relation, the treatment of errors is consistent for all indicators, measurements which are not considered reliable are excluded. As such, the database is ideal for inter-comparing any of the distance indicators considered, or for deriving a Cepheid calibration to any secondary distance indicator. Specifically, the database includes: 1) Cepheid distances, extinctions and metallicities; 2) apparent magnitudes of the PNLF cutoff; 3) apparent magnitudes and colors of the turnover of the GCLF (both in the V- and B-bands); 4) apparent magnitudes of the TRGB (in the I-band) and V-I colors at and 0.5 magnitudes fainter than the TRGB; 5) apparent surface brightness fluctuation magnitudes I, K', K_short, and using the F814W filter with the HST/WFPC2. In addition, for every galaxy in the database we give reddening estimates from DIRBE/IRAS as well as HI maps, J2000 coordinates, Hubble and T-type morphological classification, apparent total magnitude in B, and systemic velocity. (Abridged)

研究动机与目标

• 汇编截至1999年7月15日已发表数据的造父变星距离和四种二级距离指示器（TRGB、PNLF、GCLF、SBF）的同质、一致数据库。
• 通过应用统一的造父变星周期-光度关系校准和一致的误差处理，将所有距离测量统一到同一零点。
• 基于对已发表结果的严格审查，排除不可靠测量，确保数据可靠性。
• 实现造父变星距离与二级指示器之间的直接比较，以用于校准目的，特别是针对Tully-Fisher关系、Ia型超新星和基本平面。
• 为使用分步距离阶梯法（包括哈勃流中SBF距离）推导哈勃常数提供可靠基础。

提出的方法

• 从同行评审文献中收集截至1999年7月15日所有已发表的造父变星距离模、TRGB、PNLF、GCLF和SBF数据。
• 使用单一、一致的周期-光度（PL）关系校准所有造父变星距离，并统一传播误差。
• 将所有二级距离指示器转换为消光后的视星等（如TRGB为I波段，PNLF为[OIII]λ5007，GCLF为V和B波段转折点，SBF为Kron-Cousin I、K′、K_short、F814W），以确保同质性。
• 使用DIRBE/IRAS消光估计和HI图进行一致的消光修正，每颗星系均提供J2000坐标、形态分类和系统速度。
• 基于质量评估排除被认为不可靠的测量，确保所有指示器间的数据完整性和一致性。
• 根据红移、空间位置和先前的星系团成员研究（如T88、Ferguson、Böhringer等），将星系分类为室女座、天炉座和雕具座星系团，特别关注动力学和几何一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不同出版物之间对造父变星距离和二级距离指示器（TRGB、PNLF、GCLF、SBF）进行同质化处理，以实现可靠的相互比较？
• RQ2 不一致的校准、消光修正和误差处理对河外距离测量精度有何影响？
• RQ3 在室女座和天炉座星系团中，哪些星系是用于距离阶梯校准的可靠成员？如何以高置信度确定其成员身份？
• RQ4 一个一致的造父变星与二级距离指示器数据库能否实现对Tully-Fisher关系或Ia型超新星距离阶梯的稳健造父变星校准？
• RQ5 NGC 4639相对于室女座星系团核心的距离具有何种意义？为何应将其从星系团平均距离估计中排除？

主要发现

• 该数据库包含24个造父变星距离，覆盖11个星系团中的星系，包括10个本星系团星系，为二级距离指示器校准提供了坚实基础。
• 所有造父变星距离均使用单一、一致的周期-光度关系校准，确保内部同质性并减少系统误差。
• TRGB距离以消光后的I波段星等和V-I颜色表示，位于TRGB及其0.5等暗处，支持精确的距离测量。
• PNLF的截止星等m*报告于[OIII]λ5007发射线中，GCLF的转折星等以V和B波段给出，均已进行消光修正。
• SBF距离在多个滤镜中报告（Kron-Cousin I、K′、K_short、F814W），支持多波段一致性检验并提高精度。
• NGC 4639因比其他造父变星星系远0.8等，被排除在室女座星系团平均距离之外，表明其位于星系团核心之后，与几何和动力学证据一致。