CatWISE2020与Gaia DR3之间的位置（左）和自行（右）偏差。摘要
背景：国际天球参考系（ICRS）目前已在射电和光学波段分别通过ICRF3和Gaia-CRF3实现，但仍缺少红外波段的参考架。 目标：利用CatWISE2020星表建立红外天球参考架，并研究其与Gaia DR3的对齐情况。 方法：将CatWISE2020中的18.9亿个源与Gaia DR3及Gaia-CRF3中具有五参数或六参数天体测量解的源进行交叉匹配，采用矢量球谐函数（VSH）分析共同源的位置和自行差异。 结果：CatWISE2020与Gaia DR3之间位置系统的整体旋转和滑移分别为6.6和6.9 mas，自行系统的整体旋转和滑移分别为1.9和$2.7,\mathrm{mas,yr^{-1}}$。CatWISE2020内部恒星参考架与河外源参考架之间的位置差异约为6 mas，自行差异约为$1,\mathrm{mas,yr^{-1}}$。此外，还发现位置和自行存在与星等相关的系统差异。 结论：CatWISE2020是目前可用的综合性红外全天巡天星表中天体测量精度最高的星表。在改正相对于Gaia天球参考架的系统误差后，它可作为ICRS在红外波段的一种实现。
将天球参考架拓展至红外波段
国际天球参考系目前主要在射电和光学波段实现。建立红外天球参考架，可以拓展其波段覆盖，并为银道面、银心等受星际消光影响较强的区域提供参考。
本研究将CatWISE2020与Gaia DR3进行交叉匹配，获得约4.04亿个共同源，其中包括约138万个Gaia-CRF3类星体。我们采用矢量球谐函数分析共同源的位置和自行差异，并分别研究恒星与河外源所构成参考架的性质。
主要结果
- 大尺度系统偏差： 对恒星样本，CatWISE2020相对于Gaia DR3的位置旋转和区域误差幅度分别约为6.6和6.9 mas，全局自转和偶极自行幅度分别约为1.9和$2.7,\mathrm{mas,yr^{-1}}$。
- 内部参考架差异： CatWISE2020中的恒星参考架与河外源参考架存在差异，位置差异约为6 mas，自行差异约为$1,\mathrm{mas,yr^{-1}}$。
- 星等相关系统误差： 系统偏差随星等显著变化，表明单一的整体改正不能完整描述星表中的系统差异；未发现显著的颜色依赖。
- 形式误差低估： 星表给出的位置形式误差存在低估，低估因子约为1.5–2.5。
页面附图展示了位置和自行偏差的全天分布。将全天划分为192个等面积天区并计算各天区内的平均偏差后，可以看到具有空间连续性的矢量分布，表明CatWISE2020与Gaia的连接需要考虑大尺度系统误差。
研究意义
在改正相对于Gaia的系统偏差后，CatWISE2020可作为ICRS在红外波段的一种实现。与AllWISE相比，它提供了更深、更稠密的参考网格，以及精度更高的自行数据。不过，整体改正仍不能消除所有依赖于巡天分块的系统误差，而相对较大的自行形式误差也限制了参考架的长期稳定性。进一步提高红外参考架精度，需要更精细的定标，以及未来更高精度的红外天体测量观测。
