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VERA のプロジェクト観測とその成果

VERA のプロジェクト観測とその成果. 本間 希樹 国立天文台 水沢VERA観測所. VERA : VLBI Expolration of Radio Astrometry. 4台の電波干渉計で 銀河系の測量を行う. 入来. 水沢. 石垣島. 小笠原. 最長基線 : 2300 km 完成: 2002 年春. 新技術:2ビームアンテナ. Target source. Target source. reference. atmosphere. atmosphere. Normal VLBI station. VERA station.

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VERA のプロジェクト観測とその成果

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Presentation Transcript


  1. VERAのプロジェクト観測とその成果 本間 希樹 国立天文台 水沢VERA観測所

  2. VERA: VLBI Expolration of Radio Astrometry 4台の電波干渉計で 銀河系の測量を行う 入来 水沢 石垣島 小笠原 最長基線 : 2300 km 完成:2002年春

  3. 新技術:2ビームアンテナ Target source Target source reference atmosphere atmosphere Normal VLBI station VERA station 2ビームアンテナ : 焦点面上に2つの受信機を設置 2天体を同時に観測することで大気揺らぎをキャンセル 目標精度 : 10 マイクロ秒角 通常のVLBI局とVERA局の模式図

  4. 太陽系 天の川銀河の中心 VERAの目標:銀河系測量 年周視差 銀河系の大きさ: 約 30 kpc 銀河系の中心まで 距離 8 kpc 視差125 μ秒角 銀河系の測量には、10μ秒角が測れる装置が必要 銀河系全域の直接測量は21世紀のフロンティア

  5. 2006/07年シーズンのプロジェクト観測 • 銀河系中心 (3天体) PI: 小林 • 近傍ミラ型変光星の周期光度関係(5天体) PI:面高 • 近距離分子雲 (3~4天体) PI:廣田 • 中距離銀河円盤計測 (~15天体) PI:本間

  6. 銀河系中心プロジェクト Sgr A Sgr B2 銀河系中心の位置天文観測 銀河系中心距離 R0 銀河回転速度 Θ0 銀河中心部1 kpc以内の 構造/運動 1度 150 pc Sawada et al. 2004 Kassim et al, 1999

  7. ミラ型変光星 マゼラン雲中の周期光度関係 脈動変光星のイメージ 脈動しながら質量放出を 起こす。星周領域でメーザー が観測される。 将来的には多数の変光星の観測から、マゼラン雲の距離や、脈動変光星の理解が進むと期待される

  8. 近傍分子雲の観測 Hirota et al. (2007), D = 437 +/- 19 pc Orion 分子雲など、近傍の重要天体の距離を計測 ローカルアームの構造 pi = 2.29 +/- 0.1 mas オリオン分子雲

  9. 中距離円盤プロジェクト • 太陽から5kpc程度以内のメーザーを観測し、距離と運動を計測 • 太陽近傍の銀河系ディスクの基本構造を探る 銀河系定数 R0, Θ0 銀河回転曲線 渦巻き構造, 密度波の検証 各星形成領域の研究 HR図O型星の較正

  10. VERAの観測天体の分布図 中距離円盤 銀河系中心 その他  (ミラと近傍星形成   領域は除く) 腕の形状と構造を トレースできると期待 される

  11. 主な成果の紹介 • ミラ型変光星 → 中川氏の講演 • 近距離分子雲 → 廣田氏の講演 • 銀河円盤計測 → 本間 (一部 佐藤氏の講演)

  12. S269 (シャープレス269) D:5.28 +/- 0.24 kpc S269 : 星が生まれている領域 S269の赤外線写真 (2004年11月~) 強い電波を出す星 人類が三角測量で計測した、最も小さい視差/最も遠い距離

  13. 年周視差計測の歴史 • Parallax measurements since 1838 (S/N > 5) This work (VERA) Distance (pc) VLBI Hipparcos (1989) Bessel (1838) Ground-based optical year

  14. 記者発表(と余談) • 2007年7月10日に S269とOrion-KLの 結果について記者 発表  NHKニュース、各紙 で取り上げられた    毎日新聞(07/8/22) →

  15. 太陽系 S269の銀河系内での位置と運動 ~30 kpc • 距離 ~5.3 kpc 銀河系スケールに手が届く時代に (c.f. R0 ~ 8 kpc) • LSRに対する固有運動 (V_l, V_b) = (-4.6, -4.1) km/s  銀河回転が相殺されて見えない → 太陽近傍と同じ銀河回転速度を持つ Θr /Θ0 = 1.00 +/- 0.03

  16. 銀河回転曲線に対する制限 • 1天体の計測ながら、回転曲線に強い制限が付く S269 No dark matter 13 kpc までフラットな回転曲線を強く支持

  17. Sun Line of sight W49N Solar circle W49Nによる銀河回転計測 HII regions with VLA • W49N:nearly on the Solar circle Massive SFR at D ~ 11 kpc 20000 AU H2O maser with VERA

  18. W49Nの固有運動 • 2005年10月から1年間の運動 (位置基準:J1905+0952) 最も明るく、分子雲の視線速度に近いスポットの動き 銀河面 銀河面に沿った動きが見える → 銀河回転を検出

  19. 観測値 μ (mas/yr) Vr (km/s) W49Nの固有運動と銀河回転速度 今回の観測から、 μ= 6.5 +/- 0.1 mas/yr 分子雲の観測から V_r = 9 +/- 5 km/s この観測を再現する Ω(=Θ0/R0)は、 Ω= 30.0 +/- 0.6 (km/s/kpc)  (R0 = 8.0 kpcを仮定、依存性は弱い) Sgr A*(Reid ら)に次ぐ、2例目の銀河系スケールでの銀河回転計測

  20. 銀河回転速度の比較 今回の観測 Ω= 30.0 +/- 0.6(km/s/kpc) Reid & Brunthaler (2004) (VLBAで8年) Ω = 29.45 +/- 0.1(km/s/kpc) 両者はerror barの範囲で一致している →Sgr A*の銀河面内の運動も小さい V_t ~ 5+/- 5 km/s (c.f., V_t ~ 18 +/- 7 in Reid & Brunthaler) Sgr A*が銀河中心に静止している重要な証拠 →BH質量への制限、Binary説の棄却などに 重要

  21. 見えてきた銀河系の奥行き 銀河系の模式図 これまでにVERAで年周視差が計測された星の分布 太陽付近の模式図 太陽系 NGC 281 NGC 281 NGC 1333 S269 ρ oph Orion S Crt Illustration courtesy: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

  22. まとめと今後の展望 • VERAによって銀河系の奥行き・回転が見える時代がいよいよ到来 • 中距離円盤プロジェクトは、2007年度も新規に20天体程度、3年で50天体を目標に継続 • 興味ある方の様々な形での参加・共同研究を歓迎します。

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