[论文解读] A proper motion study of the globular clusters M4, M12, M22, NGC 3201, NGC 6362 and NGC 6752

K. Złoczewski, J. Kałużny+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 3

一句话总结

本研究利用拉斯坎帕纳斯天文台（1997–2008年）的档案CCD数据，对六个球状星团——M4、M12、M22、NGC 3201、NGC 6362 和 NGC 6752——中的超过87,000颗恒星进行了统一的相对自行分析。通过基于自行的成员分类，作者有效去除了颜色-星等图中的场星，从而能够识别出蓝、黄和红漂移星等稀有天体，完整星表已公开，可供未来研究使用。

ABSTRACT

We derive relative proper motions of stars in the fields of globular clusters M4, M12, M22, NGC 3201, NGC 6362 and NGC 6752 based on a uniform data set collected between 1997 and 2008. We assign a membership class for each star with a measured proper motion, and show that these membership classes can be successfully used to eliminate field stars from color-magnitude diagrams of the clusters. They also allow for the efficient selection of rare objects such as blue/yellow/red stragglers and stars from the asymptotic giant branch. Tables with proper motions and photometry of over 87000 stars are made publicly available via the Internet.

研究动机与目标

• 利用一致的数据集，精确推导六颗邻近球状星团中恒星的相对自行。
• 开发并应用基于自行的成员分类系统，以区分星团成员与场星。
• 通过去除场星污染，清理颜色-星等图（CMD），以更清晰地研究星团恒星族。
• 实现对稀有恒星种群（如蓝、黄和红漂移星及渐近巨星支星）的高效识别。
• 为未来的天体物理学研究提供可公开访问的自行与测光星表。

提出的方法

• 数据于1997年至2008年期间，使用拉斯坎帕纳斯天文台的2.5米 du Pont 望远镜，配合V和I滤光片获取。
• 利用差分像分析PL（DIAPL）软件包处理图像，生成信噪比高的叠加帧。
• 通过DAOPHOT/ALLSTAR程序编制恒星主列表，结合迭代PSF建模与人工目视检查，避免在密集区域误分源。
• 通过图像相减与互相关技术测量相对自行，将多个历元数据与参考帧进行比较。
• 根据恒星的自行矢量为其分配成员分类（mem），其中mem=2表示高概率星团成员。
• 仅使用mem=2的恒星构建颜色-星等图，以去除场星污染。

实验结果

研究问题

• RQ1 在密集场区，一致的自行分析是否能有效分离球状星团成员与场星？
• RQ2 利用自行成员分类标准，可在这些星团中识别出多少颗蓝、黄和红漂移星候选体？
• RQ3 在视线密度较高或存在弥散消光的星团中，场星污染在多大程度上影响颜色-星等图？
• RQ4 该自行星表能否用于验证或重新分类现有巡天中变星的成员身份？
• RQ5 观测到的自行分布与星团演化动力学模型相比如何？

主要发现

• 对六个球状星团中的超过87,000颗恒星测量了相对自行，并为每颗恒星分配了成员分类。
• 成员分类（mem=2）成功从颜色-星等图中去除了场星，显著提升了星团序列的清晰度。
• M4星团中存在约十几颗黄漂移星候选体，以及若干暗淡的蓝星，包括已知的热亚矮星V46。
• M12星团中约有二十多颗蓝和黄漂移星候选体，其中九颗为已知变星，另有若干恒星位于亚巨星支红方。
• M22与NGC 3201星团中漂移星种群丰富，NGC 3201星团中甚至在漂移星中发现了SX Phe型变星。
• NGC 6362与NGC 6752星团显示出延伸的水平分支和显著的渐近巨星支，但NGC 6752中仍存在场星污染的担忧。