[论文解读] Empirical Color Transformations Between SDSS Photometry and Other Photometric Systems

Katrin Jordi, E. K. Grebel+1 more|Springer Link (Chiba Institute of Technology)|Sep 5, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 4

一句话总结

本文使用位于阿帕奇点天文台的2.5米望远镜获取的实际SDSS数据，以及经过良好定标的标准星，提供了斯隆数字巡天（SDSS）ugriz测光系统与约翰逊-科因斯UBVRI及贝克尔RGU系统之间的经验颜色转换关系。这些转换关系为线性关系，并表现出轻微的金属丰度依赖性，尤其影响极蓝和极红的恒星，相较于以往的理论或间接方法，精度有所提高。

ABSTRACT

We present empirical color transformations between the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ugriz photometry and Johnson-Cousins UBVRI system and Becker's RGU system, respectively. Owing to the magnitude of data that is becoming available in the SDSS photometric system it is particularly important to be able to convert between this new system and traditional photometric systems. Unlike earlier published transformations we based our calculations on stars actually measured by the SDSS with the SDSS 2.5-m telescope. The photometric database of the SDSS provides in a sense a single-epoch set of 'tertiary standards' covering more than one quarter of the sky. Our transformations should facilitate their use to easily and reliably derive the corresponding approximate Johnson-Cousins or RGU magnitudes. The SDSS survey covers a number of areas that were previously established as standard fields in the Johnson-Cousins system, in particular, fields established by Landolt and by Stetson. We used these overlapping fields to create well-photometered star samples on which our calculated transformations are based. For the RGU photometry we used fields observed in the framework of the new Basel high-latitude field star survey. We calculated empirical color transformations between SDSS photometry and Johnson-Cousins UBVRI and Becker's RGU system. For all transformations we found linear relations to be sufficient. Furthermore we showed that the transformations between the Johnson-Cousins and the SDSS system have a slight dependence on metallicity.

研究动机与目标

• 提供SDSS ugriz测光系统与传统约翰逊-科因斯UBVRI及贝克尔RGU系统之间准确的经验颜色转换关系。
• 通过使用来自2.5米望远镜的实际SDSS观测数据，而非合成或间接数据，改进跨系统测光定标。
• 评估金属丰度是否影响转换关系，特别是对金属丰度较低的恒星。
• 实现SDSS天体向标准测光系统的可靠星等转换，以促进天文学中的广泛应用。
• 建立一个基于数据的稳健参考，使用SDSS恒星作为标准星，实现三级测光定标。

提出的方法

• 利用在SDSS和约翰逊-科因斯UBVRI系统中均观测过的重叠场，特别是兰道尔和斯蒂特森标准场。
• 从阿帕奇点天文台的2.5米望远镜获取SDSS ugriz星等，并与同一组恒星的约翰逊-科因斯和RGU测光数据进行匹配。
• 应用线性回归推导形式为：m_SDSS = m_standard + a0 + a1*(color) 的颜色转换方程。
• 使用巴塞尔巡天的高纬度场对RGU系统进行定标，确保与SDSS滤光片响应的一致性。
• 通过比较金属贫乏（如 Draco dSph、球状星团）和金属富集（兰道尔）恒星的转换关系，检验金属丰度依赖性。
• 通过比较残差并评估非线性性来验证结果，排除了双色项校正的有效性。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否使用来自2.5米望远镜的实际SDSS数据，推导出SDSS与约翰逊-科因斯UBVRI测光之间的经验颜色转换？
• RQ2 SDSS与贝克尔RGU系统之间的转换是否表现出一致的线性行为，且可被可靠应用？
• RQ3 转换系数是否对恒星金属丰度存在可测量的依赖性，特别是对金属贫乏恒星？
• RQ4 与先前发表的理论或合成转换相比，这些经验转换的精度如何？
• RQ5 SDSS恒星能否作为传统测光系统中有效的三级标准星？

主要发现

• 成功使用来自2.5米望远镜的实际SDSS数据，推导出SDSS ugriz与约翰逊-科因斯UBVRI系统之间的经验线性转换关系。
• RGU系统的转换关系同样为线性，且表现一致，这是文献中首次报告此类转换。
• 检测到轻微的金属丰度依赖性：金属贫乏恒星（如Draco dSph中的恒星）的转换关系斜率与金属富集恒星略有不同，对极蓝和极红恒星的影响最大。
• 与早期理论或合成转换相比，系统性差异达约0.1等，这是由于滤光片-探测器-望远镜组合的差异所致。
• 使用双色项的非线性校正未能改善拟合效果，表明线性模型对两个系统均已足够。
• SDSS测光数据库为全天空测光定标提供了一套可靠且高密度的三级标准星。