Secular aberration drift in stellar proper motions — An additional term due to the change in line-of-sight direction

由视线方向变化引起的附加长期光行差漂移分布(Liu et al. 2024, A&A 688, L24)

摘要

太阳系质心的加速运动会引起一种被称为长期光行差漂移(secular aberration drift)的系统效应, 这是高精度天体测量中的重要修正因素。本文发现并定量分析了该效应的一个附加分量, 即由于恒星自行导致的视线方向变化所产生的额外自行。 利用 Gaia 第三次数据发布(DR3)数据,证明了该附加项会改变恒星观测到的自行场分布, 使得银河经度 0°–180° 区域的恒星观测自行减小,而 180°–360° 区域的恒星观测自行增大。 对 84 颗恒星而言,该附加项超过 1 mas/yr; 对近 600 万颗恒星,该效应超过 0.02 mas/yr,与 Gaia 亮星(G < 13)的自行测量精度相当。 研究建议在建立恒星和河外天体参考架时,应同时对太阳系加速度项和该附加项建模,以保证两类参考架之间的完全一致性。

出版物
《天文与天体物理》(Astronomy & Astrophysics), 2024年第688卷,编号L24

长期光行差漂移 (secular aberration drift)是由太阳系质心在银河系中的加速度引起的一种系统性视运动,在建立高精度天球参考架(如 ICRF)时必须加以修正。

本文(Liu, Zhu & Liu 2024, A&A 688, L24)提出了该效应的一个新的附加分量自行引起视线方向随时间变化,从而产生额外的光行差漂移。作者推导了完整的解析公式,并基于 Gaia DR3 数据计算了这一效应对超过 14 亿颗恒星的影响。主要结果包括:

  • 在银河经度 0°–180° 范围内,观测到的恒星自行略有减小;
  • 在 180°–360° 范围内,观测到的恒星自行略有增大;
  • 对 84 颗高自行恒星(如 Barnard 星、61 Cyg A/B),附加项超过 1 mas/yr
  • 对约 600 万颗恒星,该效应超过 0.02 mas/yr,已达到 Gaia 亮星精度上限。

研究表明,若不考虑该附加项,将导致恒星参考架与河外射电参考架之间出现微小但系统性的差异。随着未来 Gaia 精度进一步提升,该项效应将变得更加显著。因此,作者建议在高精度天体测量与参考系构建中同时对太阳系加速度项与该附加项建模,以确保恒星与河外参考架之间的一致性

参考文献:
Liu, N., Zhu, Z., & Liu, J.-C. (2024). Secular aberration drift in stellar proper motions — An additional term due to the change in line-of-sight direction. Astronomy & Astrophysics, 688, L24. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202451053