[论文解读] The Optical Gravitational Lensing Experiment. Investigating the Influence of Blending on the Cepheid Distance Scale with Cepheids in the Large Magellanic Cloud

K. Z. Stanek, A. Udalski|arXiv (Cornell University)|Sep 21, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用 6

一句话总结

本文研究了混合效应——即附近恒星对造父变星测光的污染——对造父变星距离尺度的影响。利用来自奥吉尔（OGLE）调查的大麦哲伦云中43颗造父变星，作者模拟了哈勃空间望远镜（HST）类观测，发现混合效应导致在25 Mpc距离处距离模数被低估最多达0.35 mag，这意味着在HST关键项目数据中，系统性偏差会使得哈勃常数估计值偏高。

ABSTRACT

We investigate the influence of blending on the Cepheid distance scale. Blending leads to systematically low distances to galaxies observed with HST, and therefore to systematically high estimates of the Hubble constant H_0. We select a sample of 43 long-period, large-amplitude Cepheids in the Large Magellanic Cloud, from the catalog recently released by the Optical Gravitational Lensing Experiment. We then model the effects of blending, as observed by HST at large distances, by adding the V,I-bands contributions from nearby bright stars. We find that the derived distance modulus would be too short, compared to the true value, by ~0.07 mag at distance of 12.5 Mpc and by \~0.35 mag at distance of 25 Mpc. This has direct and important implications for the Cepheid distances to galaxies observed by the HST Key Project on the Extragalactic Distance Scale and other teams: half of the KP sample is likely to exhibit a blending bias greater than 0.1 mag.

研究动机与目标

• 评估混合效应对造父变星距离尺度的影响，尤其是在HST观测中的影响。
• 量化附近恒星污染导致的距离模量测量中的系统性误差。
• 评估在HST关键项目样本中，混合效应偏差的程度，其中造父变星在密集星场中被观测。
• 使用大麦哲伦云中造父变星的真实OGLE数据作为建模混合效应的试验平台。
• 为星系际距离测量中由混合引起的误差提供校正框架。

提出的方法

• 从大麦哲伦云的OGLE星表中选取43颗长周期、高光变幅的造父变星。
• 通过向造父变星光变曲线中添加附近明亮恒星的V波段和I波段通量贡献，模拟HST类测光。
• 在不同距离（12.5 Mpc 和 25 Mpc）下建模混合效应，以评估距离模量偏差。
• 将推导出的距离模量与真实值进行比较，量化由混合引起的系统性低估。
• 使用OGLE测光数据作为真实星场拥挤条件的基线。
• 应用标准的造父变星周期-光度关系，在混合与未混合条件下推断距离模量。

实验结果

研究问题

• RQ1 附近恒星的混合效应对密集星场中造父变星测得的距离模量有何影响？
• RQ2 混合效应在多大程度上偏差了基于造父变星距离推导出的哈勃常数估计？
• RQ3 在典型的HST星系际距离下，混合导致的距离模量系统性误差有多大？
• RQ4 混合偏差在HST关键项目样本的造父变星宿主星系中有多普遍？
• RQ5 能否利用大麦哲伦云的OGLE数据量化并校正混合效应？

主要发现

• 在12.5 Mpc的距离下，混合导致推导出的距离模量被低估约0.07 mag。
• 在25 Mpc的距离下，混合导致的距离模量误差达到约0.35 mag。
• HST关键项目样本中有一半可能受到超过0.1 mag的混合偏差影响。
• 距离模量的系统性低估导致哈勃常数H₀被高估。
• 该效应在密集星场中最为显著，因为附近恒星向造父变星测光贡献了显著的通量。
• 结果表明，混合是造父变星距离尺度中一个重要的系统性误差来源，尤其是在HST时代观测中。