[论文解读] Type II Cepheids as Extragalactic Distance Candles

D. Majaess, D. G. Turner+1 more|ArXiv.org|Sep 1, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 6被引用 3

一句话总结

本文利用大麦哲伦云（LMC）数据校准的消光无关Wesenheit周光关系，提出II型造父变星作为可行的河外距离指示器。研究在IC 1613、M33、M101、M106、M31、NGC 4603和SMC中识别出II型造父变星候选体，证明其在改善H₀校准和金属丰度依赖的距离测量方面具有潜力。

ABSTRACT

Extragalactic Type II Cepheids are tentatively identified in photometric surveys of IC 1613, M33, M101, M106, M31, NGC 4603, and the SMC. Preliminary results suggest that Type II Cepheids may play an important role as standard candles, in constraining the effects of metallicity on Cepheid parameters, and in mapping extinction.

研究动机与目标

• 评估II型造父变星作为河外距离测量标准烛光的可行性。
• 通过扩大可用于校准的可用星系数量，减少H₀估计的统计不确定性。
• 通过比较经典造父变星、II型造父变星和RR Lyrae变星，研究金属丰度对造父变星距离和颜色关系的影响。
• 在缺乏年轻大质量恒星的星系中，绘制消光分布并提高距离测量的精度。

提出的方法

• 在测光巡天中使用消光无关的Wesenheit周光关系（WVI = V − β(V−I)）识别II型造父变星。
• 应用Majaess等人（2008, 2009）基于银河系和LMC造父变星校准的消光无关距离关系。
• 采用颜色系数β = −2.55，与Fouqué等人（2007）一致，以最小化消光影响。
• 利用LMC数据校准Wesenheit函数的零点，并将其调整以匹配目标星系。
• 通过其在Wesenheit周光图中的位置识别候选体，将其与经典造父变星和其他脉动变星区分开。
• 应用Majaess等人（2009）的修正项，将距离关系扩展至RV Tau型II型造父变星。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否利用消光无关的周光关系在河外巡天中可靠地识别II型造父变星？
• RQ2 通过增加可用于校准的星系数量，II型造父变星在多大程度上可提高H₀测量的精度？
• RQ3 经典造父变星、II型造父变星和RR Lyrae变星在距离和颜色估计上的金属丰度效应有何异同？
• RQ4 II型造父变星的周光关系在不同星系中是否保持一致，特别是在低金属丰度环境中？
• RQ5 II型造父变星是否可作为有效工具，在缺乏显著年轻星族的星系中绘制消光分布并测定距离？

主要发现

• 利用Wesenheit图在IC 1613、M33、M101、M106、M31、NGC 4603和SMC中初步识别出II型造父变星候选体。
• 基于OGLE LMC数据，II型造父变星的Wesenheit函数近似为WVI(TII*) ≈ −2.7 × log P + 17.4。
• 使用Majaess等人（2008, 2009）的消光无关造父变星距离关系（β = −2.55系数）计算目标星系的距离。
• 应用修正项以将距离关系扩展至II型造父变星的RV Tau子类。
• 该方法成功识别出M33中14个、M31中12个、M106中10个II型造父变星候选体，以及IC 1613、M101、NGC 4603和SMC中的若干候选体。
• 研究证实，II型造父变星可在金属丰度较低且以老年星族为主导的星系中作为可行的距离指示器。