[论文解读] Transformation of Pan-STARRS1 gri to Stetson BVRI magnitudes. Photometry of small bodies observations

A. Kostov, T. Bonev|arXiv (Cornell University)|Jun 19, 2017

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 12

一句话总结

本文提出了一组线性变换方程，用于将Pan-STARRS1的gri星等转换为Stetson的BVRI测光系统，使利用PS1作为次级标准进行小行星系天体的精确相对测光成为可能。该方法实现了亚星等精度，通过小行星48220的验证，其V星等与星历数据一致，颜色中性，符合C型小行星的典型特征。

ABSTRACT

The UBVRI broad band photometric system is widely used in CCD astronomy. There are a lot of sets of standard stars for this photometric system, the Landolt's and Stetson's catalogues being the most precise and reliable. Another photometric system, recently considerably spread in CCD observations is ugriz, which originates from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and has now many variations based on its 5 broad-band filters. One of the photometric systems based on it is The Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS). In this paper we compare the BVRI magnitudes in the Stetson catalogue of standard stars with the magnitudes of the corresponding stars in the Pan-STARRS1 (PS1) grizyw catalogue. Transformations between these two systems are presented and discussed. An algorithm for data reduction and calibration is developed and its functionality is demonstrated in the magnitude determination of an asteroid.

研究动机与目标

• 建立Pan-STARRS1 gri与Stetson BVRI测光系统之间的可靠转换关系，用于小天体测光。
• 通过利用Pan-STARRS1的高精度和全天覆盖优势，克服USNO B1.0缺乏测光精度的局限性。
• 在视野中无标准星时，实现对彗星和小行星等运动天体的精确相对测光。
• 开发一种稳健、可重复的校准程序，使用仪器星等和变换系数，适用于科学研究。

提出的方法

• 使用天体测量和测光标准，交叉识别Stetson的BVRI星表与Pan-STARRS1星表之间的15,074颗恒星。
• 使用七个线性拟合的变换方程，将gri星等与B'V'R'I'星等关联，引入颜色项以校正滤波器响应差异。
• 通过比较仪器星等与转换后的标准星等，为每张图像推导出测光零点（Z）和消光系数（S）。
• 将变换算法应用于NGC5904场中运动天体（小行星48220）的仪器星等校准。
• 在三个Stetson标准场进行验证，确认变换系数的一致性和可靠性。
• 使用ASTROMETRICA软件提取并校准小行星的仪器星等，应用所推导的变换关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 Pan-STARRS1的gri星等能否可靠地转换为Stetson BVRI系统，以用于小天体测光？
• RQ2 哪些最优的变换方程能够校正gri与BVRI系统之间滤波器响应函数的差异？
• RQ3 将推导出的变换系数应用于真实观测数据时，其精度如何，特别是针对运动天体？
• RQ4 恒星族效应（如晕族恒星）或极端颜色在多大程度上影响变换精度？
• RQ5 当视野中无标准星时，该方法能否可靠地用于校准小行星的仪器星等？

主要发现

• 变换方程产生可靠结果，线性拟合显示残差小且在多个测试场中高度一致。
• 小行星48220的V星等测定为18.29 ± 0.08，与JPL HORIZONS星历数据高度一致。
• 48220的B-V、V-R和R-I颜色（0.829 ± 0.165、0.364 ± 0.109、0.317 ± 0.131）表明其反照率中性，符合C型小行星的典型特征。
• 该变换方法成功实现了在无标准星视野中对运动天体的测光校准，证明其在小天体观测中的实用性。
• 对极红恒星观察到轻微非线性偏差，NGC6341中的晕族恒星对结果有轻微影响，但未损害整体精度。
• 该方法适用于广泛的测光任务，包括变星、系外行星和光学暂现源，尤其在缺乏标准星时具有重要应用价值。