[论文解读] Analysing the database for stars in open clusters I. General methods and description of the data

J. C. Mermilliod, E. Paunzen|ArXiv.org|Oct 5, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 18被引用 77

一句话总结

本文对WEBDA数据库中的光度数据（UBV、VRI、uvbyβ）进行了全面的统计分析，评估了来自感光底片、光电和CCD三种探测器的573个疏散星团及469,820颗恒星的内部与外部精度。研究结果表明，超过97%的数据满足足够的精度标准，可支持后续研究中通过等龄线拟合可靠地推导出年龄、距离和消光等天体物理参数。

ABSTRACT

We present an overview and statistical analysis of the data included in WEBDA. This database includes valuable information such as coordinates, rectangular positions, proper motions, photometric as well as spectroscopic data, radial and rotational velocities for objects of open clusters in our Milky Way. It also contains miscellaneous types of data like membership probabilities, orbital elements of spectroscopic binaries and periods of variability for different kinds of variable stars. Our final goal is to derive astrophysical parameters (reddening, distance and age) of open clusters based on the major photometric system which will be presented in a follow-up paper. For this purpose we have chosen the Johnson UBV, Cousins VRI and Stroemgren uvbybeta photometric systems for a statistical analysis of published data sets included in WEBDA. Our final list contains photographic, photoelectric and CCD data for 469820 objects in 573 open clusters. We have checked the internal (data sets within one photometric system and the same detector technique) and external (different detector technique) accuracy and conclude that more than 97% of all investigated data exhibit a sufficient accuracy for our analysis. The way of weighting and averaging the data is described. In addition, we have compiled a list of deviating measurements which is available to the community through WEBDA.

研究动机与目标

• 评估银河系内疏散星团的WEBDA数据库中光度数据的内部与外部精度。
• 评估同一光度系统中不同探测器技术（感光底片、光电、CCD）测量结果的可靠性。
• 整理一份异常测量值列表，供科学界使用，并支持未来的天体物理分析。
• 建立一个基于一致数据的坚实基础，用于推导疏散星团的关键天体物理参数——消光、距离和年龄。
• 为多源光度数据提供一个统计上稳健、加权平均的框架，以提高参数推导的精度。

提出的方法

• 对573个疏散星团和469,820颗恒星对象，使用Johnson-Cousins UBVRI、Strömgren uvbyβ以及Geneva七色光度系统进行统计分析。
• 通过比较同一光度系统和探测器技术下的独立测量值，执行内部精度检查。
• 通过比较不同探测器技术（如CCD与感光底片）之间的测量值，执行外部精度检查，以评估不同方法间的一致性。
• 使用高斯拟合星等差值的直方图，量化测量离散度并识别异常值。
• 实施基于测量精度的加权平均与平均化方案，重点在于最小化系统误差。
• 生成一份公开的异常测量值列表，共4,467个异常值，来自4,056组数据，以增强透明度和数据验证。

实验结果

研究问题

• RQ1 在相同光度系统和探测器技术下，疏散星团中光度数据的内部精度如何？
• RQ2 对于同一光度系统，不同探测器技术（感光底片、光电、CCD）的测量精度如何比较？
• RQ3 WEBDA中有多大比例的光度测量值与预期值存在显著偏差，这些偏差能否被系统性地识别？
• RQ4 这些数据在多大程度上能够支持可靠推导疏散星团的天体物理参数（如年龄、距离和消光）？
• RQ5 感光底片与CCD探测器之间量子效率的差异在多大程度上影响光度一致性，是否可被量化？

主要发现

• WEBDA中469,820个光度测量值中，超过97%具备足够的精度以支持天体物理分析，仅有1.7%（4,467个测量值）被识别为异常。
• Strömgren uvbyβ系统表现出最高的内部精度，高斯分布宽度在0.01至0.03 mag之间。
• 感光底片的UBV数据表现出最大的离散度（≈0.09 mag），可能由于CCD在紫外波段的灵敏度限制及探测器效率较低。
• CCD与感光底片之间的比较显示出0.12 mag的离散度，显著高于光电与感光底片之间的0.05 mag，反映出量子效率差异的影响。
• 光电数据在感光底片与CCD测量之间起到关键的桥梁作用，因其具有高度一致性与中等精度。
• 对外部精度的1,960组数据集（共292,770个测量值）进行分析后发现，仅有2.4%（7,061个）为异常测量值，证实了整体数据的质量与可靠性。