[论文解读] A new, cleaner colour-magnitude diagram for the metal-rich globular cluster NGC 6528 - Velocity dispersion in the Bulge, age and proper motion of NGC 6528

S. Feltzing, R. A. Johnson|ArXiv.org|Jan 22, 2002

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 29被引用 42

一句话总结

利用哈勃空间望远镜WFPC2在两个历元的观测，本研究通过精确测量自行运动，将NGC 6528星团恒星与前景银河系核球恒星分离，从而获得迄今最清晰的色-星等图。分析结果得出其年龄为11 ± 2 Gyr，距离为7.2 kpc，速度弥散度与核球运动学一致，证实NGC 6528的年龄与NGC 6553相近，并首次直接测定了其相对于核球的自行运动。

ABSTRACT

Using two epochs of HST/WFPC2 images of the metal-rich globular cluster NGC 6528 we derive the proper motions of the stars and use them to separate the stars belonging to NGC 6528 from those of the Galactic bulge. The stellar sequences in theresulting colour-magnitude diagram for the cluster are significantly better determined than in previously published data. From comparison of the colour-magnitude diagram with the fiducial line for NGC 6553 from Zoccali et al. (2001) we conclude that the two globular clusters have the same age. Further, using alpha-enhanced stellar isochrones, NGC 6528 is found to have an age of 11+-2 Gyr. This fitting of isochrones also give that the cluster is 7.2 kpc away from us. From the measured velocities both the proper motion of the cluster and the velocity dispersion in the Galactic bulge are found. NGC 6528 is found to have a proper motion relative to the Galactic bulge of mu_l=0.006 and mu_b=0.044 arcsec per century. Using stars with 14

研究动机与目标

• 为解决NGC 6528因位于银河系核球且距离模量相近，导致色-星等图严重受核球恒星污染的问题。
• 利用两 epoch 哈勃空间望远镜WFPC2观测，精确测量NGC 6528中恒星的自行运动，以区分星团恒星与核球恒星。
• 通过利用自行运动差异去除核球恒星污染，获得更清晰、更精确的NGC 6528色-星等图。
• 通过等时线拟合与自行运动分析，确定NGC 6528的绝对年龄、距离及动力学特性（速度弥散度与平均自行运动）。
• 将NGC 6528的动力学与年龄与NGC 6553进行比较，评估其与核球动力学和恒星群体合成模型的一致性。

提出的方法

• 获取NGC 6528场的两 epoch 哈勃空间望远镜WFPC2图像，以测量恒星自行运动。
• 对两 epoch 图像进行高精度测光，以确定单个恒星的位置与星等。
• 通过交叉相关两 epoch 的星体位置，计算自行运动，参考系基于最遥远的恒星建立。
• 利用所得自行运动，根据平均自行运动矢量的显著差异，将属于NGC 6528的恒星与银河系核球恒星分离。
• 将清洁后的色-星等图与α富集恒星等时线进行拟合，以确定年龄、距离与金属量。
• 通过反卷积观测弥散度与以测量误差为主导的星团弥散度，测量银河系核球中的速度弥散度。

实验结果

研究问题

• RQ1 金属丰度较高的球状星团NGC 6528的真实年龄是多少，且不依赖于与其他星团的比较？
• RQ2 NGC 6528的距离模量与物理距离是多少？与以往估计相比如何？
• RQ3 NGC 6528相对于银河系核球的平均自行运动是多少？其对空间运动有何含义？
• RQ4 NGC 6528方向的银河系核球速度弥散度是多少？与以往研究相比如何？
• RQ5 NGC 6528的动力学与等时线拟合结果与NGC 6553相比如何？这对它们的年龄与金属量有何启示？

主要发现

• 通过自行运动分离核球恒星后获得的NGC 6528清洁色-星等图，其恒星序列比以往图示更清晰明确。
• 基于α富集等时线拟合清洁色-星等图，发现该星团年龄为11 ± 2 Gyr，这是首次直接测定其绝对年龄。
• NGC 6528的距离确定为7.2 kpc，与以往估计一致，但通过等时线拟合与消光校准，精度显著提高。
• NGC 6528相对于银河系核球的平均自行运动测量为<μ_l> = 0.006 arcsec/世纪 和 <μ_b> = 0.044 arcsec/世纪，对应空间速度(U, V, W) = (-142, 303, 4) km s⁻¹。
• 银河系核球的速度弥散度测量为σ_l = 0.33 ± 0.03 和 σ_b = 0.25 ± 0.02 arcsec/世纪，其比值σ_l/σ_b = 1.32 ± 0.16，与以往研究及理论模型一致。
• 分析证实NGC 6528与NGC 6553具有相同的年龄，当正确对齐后，二者在色-星等图中的特征轨迹无法区分。