ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2007, том 33, № 6, с. 440-445
УДК 524.3
СРАВНЕНИЕ ПУЛКОВСКОГО СВОДНОГО КАТАЛОГА ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ С КАТАЛОГОМ RAVE DR1
© 2007 г. Г. А. Гончаров*
Главная астрономическая обсерватория РАН, Пулково Поступила в редакцию 17.11.2006 г.
Первая версия каталога лучевых скоростей, измеренных в проекте Radial Velocity Experiment (RAVE Data Release 1, 24 748 звезд) сравнивается с версией 15-05-2006 Пулковского сводного каталога лучевых скоростей (Pulkovo Compilation of Radial Velocities, PCRV, 35 495 звезд). RAVE DR1 включает преимущественно звезды 9—13m, PCRV — более яркие. При анализе разностей лучевых скоростей вида "RAVE минус PCRV" для 14 общих звезд не выявлено систематических зависимостей от каких-либо факторов, кроме известного из наблюдений RAVE эффекта, вызванного изменением нуль-пункта лучевых скоростей RAVE. Этот эффект проявляется для 10 из этих звезд, наблюдавшихся в течение одной ночи, как синусоида с амплитудой 1.5 км/с в зависимости разности лучевых скоростей от порядкового номера используемого оптоволоконного световода и, соответственно, от позиционного угла звезды в поле зрения инструмента RAVE. Обнаружение этой зависимости подтверждает высокую точность лучевых скоростей в обоих каталогах: в среднем — лучше 1 км/с для звезд ярче 10m (для RAVE — после учета изменения нуль-пункта). Наблюдая несколько звезд PCRV в каждом кадре RAVE и анализируя разности лучевых скоростей "RAVE минус PCRV", можно учесть изменения нуль-пункта RAVE с точностью, лучше 1 км/с.
Ключевые слова: лучевые скорости.
COMPARISON OF THE PULKOVO COMPILATION OF RADIAL VELOCITIES WITH THE RAVE DR1 CATALOGUE, by G. A. Gontcharov. The Data Release 1 of the Radial Velocity Experiment (RAVE DR1 1, 24 748 stars) is compared with the May 15, 2006 version of the Pulkovo Compilation of Radial Velocities (PCRV, 35495 stars). RAVE DR1 includes mostly 9-13m stars, while the PCRV contains brighter stars. Analysis of the "RAVE minus PCRV" radial velocity differences for 14 common stars has revealed no systematic dependences on any factors, except the effect due to the RAVE radial velocity zero-point offset known from the RAVE observations. This effect shows up for ten of these stars observed on a single night as a sine wave with an amplitude of 1.5 km in the dependence of the radial velocity difference on the ordinal number of the optical fiber used and, accordingly, on the star position angle in the field of view of the RAVE instrument. The detection of this dependence confirms a high radial velocity accuracy in both catalogs: on average, better than 1 km s_1 for stars brighter than 10m (for the RAVE, after applying a correction for the zero-point offset). The RAVE zero-point offset can be corrected for with an accuracy better than 1 km s_1 by observing several PCRV stars in each RAVE frame and by analyzing the "RAVE minus PCRV" radial velocity differences.
PACS numbers: 06.30.Gv; 97.10.-q
Key words: radial velocities.
ВВЕДЕНИЕ
В 2006 г. опубликованы два крупных каталога лучевых скоростей. Их сравнение может привести к повышению точности дальнейших наблюдений лучевых скоростей.
Электронный адрес: georgegontcharov@yahoo.com
Пулковский сводный каталог лучевых скоростей (Pulkovo Compilation of Radial Velocities, PCRV), версия которого от 15 мая 2006 г. представлена Гончаровым (2006), содержит 35 495 звезд ярче V = 13m из каталога Hipparcos (ЕКА, 1997). Лучевые скорости этих звезд собраны в PCRV из более 200 публикаций, включая крупней-
шие: каталог WEB (Дюфло и др., 1995), каталог Барбье-Бросса и Фигона (2000), Женевско-копенгагенский обзор окрестностей Солнца (далее ЖКО) (Нордстрем и др., 2004) и обзор кинематики К и М гигантов (Фамэй и др., 2005). При этом по результатам наблюдений стандартных звезд МАС или звезд из сформированного рабочего списка вторичных стандартов учитываются расхождения нуль-пунктов публикаций и списка стандартов, а также значимые систематические зависимости разностей лучевых скоростей вида "публикация минус список стандартов" от самой лучевой скорости, показателя цвета B—V и экваториальных координат. Особое внимание уделено анализу лучевых скоростей из четырех упомянутых крупнейших публикаций. Расхождение их нуль-пунктов, выявленное при сравнении со списком стандартов, не превосходит 0.5 км/с, а значимые систематические зависимости, для большинства звезд не превосходящие по величине 0.4 км/с, обнаружены лишь в ЖКО. Таким образом, объединение этих данных в едином сводном каталоге (после ввода соответствующих поправок) вполне оправдано.
Стандартное отклонение разностей лучевых скоростей вида "публикация минус список стандартов" после учета систематических зависимостей и расхождения нуль-пунктов использовано для назначения весов, вычисления средневзвешенной лучевой скорости звезды и ее точности. Медианная точность средневзвешенной лучевой скорости в PCRV составила 0.7 км/с. Лучевые скорости 21 015 звезд (59%) имеют точность лучше 1 км/с. Однако в каталоге PCRV (как и во всех сводных каталогах), к сожалению, преобладают звезды, лучевая скорость которых измерялась в единственной наблюдательной программе и дана в единственной публикации: 24 437 звезд (69%). Поэтому сравнение результатов независимых измерений лучевых скоростей разными инструментами имеет важное значение.
В 2003 г. стартовал один из крупнейших в истории астрономии проектов для измерения лучевых скоростей звезд — Radial Velocity Experiment (RAVE) (Штайнмец и др., 2006). В этом проекте к 2011 г. планируется получить спектры до миллиона звезд, вычислить их лучевые скорости и параметры звездных атмосфер. В 2006 г. опубликована первая версия (Data Release 1, DR1) каталога лучевых скоростей, включающая 24 748 звезд южного неба преимущественно 9—13m, примерно половина которых входит в каталог Tycho-2 (Хег и др., 2000).
Наблюдения выполняются со спектрографом, установленным на 1.2-м Британском телескопе Шмидта (UK Schmidt Telescope) Англоавстралийской обсерватории. При этом на
ПЗС-матрице одновременно регистрируются спектры многих объектов в поле зрения диаметром 6°. Измеряются спектральные линии в малом инфракрасном участке спектра (841—880 нм) вокруг триплета Ca. Спектры имеют среднее разрешение R = 7500, размер пиксела в среднем соответствует скорости 13 км/с, поэтому при высоком отношении сигнал/шум теоретически возможно измерение лучевой скорости с точностью по крайней мере 1.3 км/с (1/10 пиксела). Именно такой разброс достигается в лучших случаях при повторных наблюдениях звезд, ярче 10т при отношении сигнал/шум более 75. Со средним для наблюдаемых звезд отношением сигнал/шум около 30 точность теоретически может быть около 2 км/с и должна сильно ухудшаться при меньшем соотношении сигнал/шум для звезд 12—13т. Однако важнейшим источником ошибок является выявленное сотрудниками группы RAVE изменение нуль-пункта лучевых скоростей, достигающее нескольких км/с за час наблюдений. Если не учесть эту величину, она полностью входит в ошибку определяемой лучевой скорости, а также проявляется при сравнении лучевых скоростей общих звезд PCRV и RAVE. Поэтому далее рассматриваются те части инструмента и особенности метода определения лучевых скоростей RAVE, которые могут иметь отношение к изменению нуль-пункта.
ИЗМЕНЕНИЕ НУЛЬ-ПУНКТА ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ RAVE
В инструменте RAVE свет попадает на пластину в фокусе телескопа и передается в стационарный ПЗС-спектрограф 150 подвижными оптоволоконными световодами, концы которых расположены около этой пластины. В запаркованном состоянии концы световодов почти равномерно распределены в виде кольца по краю фокальной пластины. При измерениях автоматическое устройство поочередно перемещает концы световодов с края поля зрения на изображения звезд. Линия перемещения не должна отклоняться от радиального направления более, чем на 14°. Поэтому каждый световод наводится на объекты преимущественно в ближайшем к нему секторе поля зрения. Регистрация спектров нескольких десятков звезд в пределах одного 6-градусного поля зрения с использованием большинства световодов вместе со спектрами плоского поля и спектрами сравнения, получаемыми от неоновой разрядной трубки до и после регистрации спектров звезд, занимает около часа. При этом световоды используются по очереди в порядке возрастания номера. Всю соответствующую
л н м к
л
ч
^
к
¡3 -0.2 я
а-0.4 к
о
С -0.6
-0.8
0
75 112
Номер сведовода
149
Рис. 1. Примеры применяемых к наблюдениям RAVE поправок нуль-пункта лучевых скоростей (в км/с), определенных по эмиссионным линиям спектра неба, в зависимости от порядкового номера оптоволоконного световода в поле зрения для нескольких кадров в разные ночи: 0036m24, 1353m32, 1604m03.
информацию для одного 6-градусного поля, регистрируемую ПЗС-матрицей, назовем кадром. Лучевые скорости определяются стандартным кросс-корреляционным методом (Тонри, Дэвис, 1979). Так как в проекте RAVE наблюдаются звезды всех спектральных классов и классов светимости, используемая в кросс-корреляционном методе компьютерная спектральная "маска" формируется на основе крупных библиотек теоретических спектров Цвиттер и др. (2004) и Мюнари и др. (2005). При создании каталога RAVE DR1 использовано 22 992 теоретических спектра. Многоступенчатая процедура выбора наилучшего для конкретной звезды теоретического спектра, как показано в описании каталога RAVE DR1, гарантирует высокую точность измерения лучевой скорости.
Сотрудниками группы RAVE обнаружено, что эмиссионные линии спектра сравнения, получаемого от неоновой разрядной трубки после регистрации спектров звезд одного кадра, сдвинуты вдоль осей спектров относительно их положения до регистрации спектров звезд. Проведены специальные исследования, показывающие корреляцию между этим сдвигом и изменением температуры инструмента, но окончательная причина этого эффекта не ясна. Этот сдвиг приводит к систематическому изменению нуль-пункта измеряемых лучевых скоростей звезд, достигающему 5 км/с в пределах одного кадра. Так как спектр сравнения не может регистрироваться чаще двух раз для одн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.