HOWPol の偏光キャリブレーションと GRB 残光の可視偏光観測

HOWPolの偏光キャリブレーションと GRB残光の可視偏光観測 2012/03/08 かなたミニWS 広島大学理学部物理科学科 4年　高木勝俊

HOWPolの偏光キャリブレーション GRB偏光観測の重要性かなたを用いた観測研究の大きな目標ガンマ線バースト（GRB）の初期残光の可視偏光データ取得残光は時間のべき乗で減光　→　一刻も早い観測が必要偏光＝揃った磁場からの放射 →　磁場構造・周辺の幾何構造　　　　　（特にGRBの場合、初期宇宙論へ発展も） X線やガンマ線での観測は難しいので可視光での観測が重要

HOWPolの偏光キャリブレーション 東広島天文台での観測体制かなた望遠鏡　　口径1.5m、世界最高水準の機動性　　大学が所有＝豊富な観測時間　　突発天体に特化した検出器一露出型偏光撮像器HOWPol 　（Hiroshima One-shot Wide-field Polarimeter）　　広い視野+1露出での偏光撮像が可能　時間変動に強いのでGRB観測に適している HOWPol GRB自動観測モード GRB観測専用衛星Swift-BATでGRBを検出したとき、かなた望遠鏡で観測可能ならば1分程度で自動的に偏光観測を開始 HONIR TRISPEC （2006年度上原卒業論文）

HOWPolの偏光キャリブレーション HOWPolでの偏光撮像 HOWPolでは直線偏光を検出する通常とは違い、1回の露出でデータ取得可能狭視野マスク視野を絞る（スカイの切り分け）ダブルウォラストンプリズム　光を0度、45度、90度、135度の　直線偏光成分に分ける GRBモード　マスクを使わない、band=R 　　（位置誤差が大きいため）

HOWPolの偏光キャリブレーション 器械偏光と望遠鏡角度の関係 HOWPol・・・ナスミス焦点に設置　→　第3鏡での反射を経由　　　＝　器械偏光が生じる　　　　　　キャリブレーションが必要！器械偏光は望遠鏡の高度に依存することが分かっている

HOWPolの偏光キャリブレーション 調査内容・観測方法第3鏡での反射が主要因の器械偏光のキャリブレーション・光学的性質波長依存性　←先行研究でRバンドは既に調査済視野内位置依存性・安定性時角に対する安定性　←　先行研究でモデル関数が確立　望遠鏡メンテ前後などの安定性観測無偏光標準星HD14069V band ～ 9.0mag 観測期間： 2011/11/16～2012/01/17

HOWPolの偏光キャリブレーション 結果：波長依存性狭視野偏光撮像モードでV,R,Iバンドを調査 Rバンドでは先行研究と一致（2010年度小松修士論文）偏光データをQU平面上にプロットすると　データ点は円を描くことが期待される→ ストークスパラメータ偏光を記述するためのパラメータ。偏光度P、偏光方位角θとストークスパラメータQ、Uの関係は右図のとおり。

HOWPolの偏光キャリブレーション 結果：時角依存性時角とは観測地の子午線を通過してから経過した時間つまり望遠鏡の角度に依存するモデル関数（先行研究から）パラメータ HA ：時角 Φ ：観測地の緯度 δ ：天体のDec モデル関数は時角さえ分かれば任意の天体観測時の器械偏光が導き出せるということを意味する再現性は十分に確認された！

HOWPolの偏光キャリブレーション 結果：視野内の位置依存性マスクなし偏光撮像モードでRバンドを調査（GRBモードと同じ）視野中心からの器械偏光　　南北方向：1.5%程度　　東西方向：30%程度東西方向はフラットの段差の影響？

GRB残光の可視偏光観測 GRBの一般モデル GRBとは・・・短時間に大量のガンマ線をジェット状に放出 γ線で明るく光った後、残光としてX線～電波までの放射が確認　　　　　　　発生機構は謎　　大質量星の爆発に伴って起こる現象？連星衝突に伴って起こる現象？放射機構はプロンプト・残光ともにシンクロトロン放射が最有力プロンプト放射残光

GRB残光の可視偏光観測 GRB111228Aの残光観測観測中GRB111228Aの　残光偏光観測に成功！ BAT Trigger 15:44:43 UT RA = 10h 00’ 16.08 “ Dec = +18d 17’ 52.1” z = 0.714 ± 0.005 HOWPolでBAT alert後162～15000sで　　　　　　　全て一露出型で偏光観測を行った

GRB残光の可視偏光観測 GRB111228A光度曲線・スペクトル光度曲線 Steep、Shallow、Normalという典型的なカーブを見せた Steep　：0～411sα=5.500 Shallow：411～7355sα=0.298 Normal：7355～sα=1.214 かなたを含む可視光残光観測でbreakのある光度曲線を確認スペクトル・SED 銀河による吸収量 + + + + X線と可視のデータの天の川銀河・母銀河での吸収を補正したSED作成中… + + + + + + + + + + 可視 X線

GRB残光の可視偏光観測 偏光データ結果器械偏光を直接求めて差し引いて偏光度を導き出した偏光度の時間変化 QU平面プロット偏光度の有意な時間変動なし！

GRB残光の可視偏光観測 偏光モデル時間によって主に3つのPhase Jet breakによってシェル全体がだんだん見えてくる（θ～1/Γ）例えば一様磁場モデルの場合偏光度は60%程度？　　時間が経ったとき偏光度は大きくは変化しない　　　　　　　　　　　　　偏光方位角は変化するこの他、一様トロイダル磁場モデル、プラズマスケールランダム磁場モデル、流体スケールランダム磁場モデル、コンプトン散乱モデル、光球放射モデルなど勉強中…

まとめと今後 まとめと今後 HOWPolの偏光キャリブレーション・波長依存性・・・V：2.8%、R：3.8%、I：4.4%程度の器械偏光・時角依存性・・・モデル曲線の再現性十分・視野内位置依存性・・・東西方向にフラットの影響大 GRB残光の可視偏光観測・可視偏光の時間変化を追うことに成功・偏光度は5～10%、有意な時間変動はない今後・Swiftの解析方法を勉強中（上原さんから）　・X線と可視のデータを合わせた結果

HOWPol の偏光キャリブレーションと GRB 残光の可視偏光観測