Trispec
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かなた望遠鏡 /TRISPEC による変動天体観測 PowerPoint PPT Presentation


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かなた望遠鏡 /TRISPEC による変動天体観測. 笹田真人 (広島大学). 目次. かなた望遠鏡と TRISPEC ガンマ 線バースト X 線連星 新星 矮新星 ブレーザー その他. かなた望遠鏡の利点. 突発天体への即時対応 毎晩の観測体制による突発天体への対応 速い機動の望遠鏡 豊富な観測時間によるモニター 毎晩の観測による長期間のモニター観測 撮像、分光、偏光モードという多次元的な観測. TRISPEC の観測モード. 名古屋 大学 Z 研が開発した装置 天文台開設当時から主力 観測装置として 使用. 撮像観測

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かなた望遠鏡 /TRISPEC による変動天体観測

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Presentation Transcript


Trispec

かなた望遠鏡/TRISPECによる変動天体観測

笹田真人 (広島大学)


Trispec

目次

  • かなた望遠鏡とTRISPEC

  • ガンマ線バースト

  • X線連星

  • 新星

  • 矮新星

  • ブレーザー

  • その他


Trispec

かなた望遠鏡の利点

  • 突発天体への即時対応

    • 毎晩の観測体制による突発天体への対応

    • 速い機動の望遠鏡

  • 豊富な観測時間によるモニター

    • 毎晩の観測による長期間のモニター観測

    • 撮像、分光、偏光モードという多次元的な観測


Trispec1

TRISPECの観測モード

名古屋大学Z研が開発した装置

天文台開設当時から主力観測装置として使用

  • 撮像観測

    • 可視1バンド、近赤外2バンドでの同時撮像

    • 視野 : 7’ x 7’

  • 分光観測

    • 可視から近赤外までをカバーした低分散分光

  • 偏光撮像観測

    • 撮像と同様のバンドでの偏光観測

    • 視野 : 7’ x 1.5’

  • 偏光分光観測

    • 低分散での可視近赤外同時偏光分光観測


Trispec

ガンマ線バースト

Uehara et al. 2010


Trispec

ガンマ線バースト(GRB)

  • 宇宙論的距離での爆発現象

  • ガンマ線で突如明るくなる

  • その後可視光などでの残光を検出

  • 2007年11月12日と2008年5月6日にGRB発生

  • かなた/TRISPECでの即時多バンド観測を実施


Grb071112c 080506

GRB071112Cと080506の光度曲線

  • X線フレア時に可視は変化しない

  • GRB080506では減光のべきが変化


Trispec

X線連星

Arai et al. 2009


Trispec

X線連星とは

  • 高密度星(中性子星やブラックホール)と恒星の連星

  • ジェットを伴う天体も存在

  • 電波からガンマ線の多波長での観測も


Grs1915 105

GRS1915+105の近赤外モニター

  • KsバンドとX線、電波光度が反相関

  • Delayなし

  • X線、電波からはジェット放射

  • 近赤外からは降着円盤放射の可能性


Trispec

新星

Arai et al. 2010


Trispec

新星とは

  • 白色矮星(WD)と恒星の連星系

  • 降着による質量増加での水素の核暴走反応

  • 周囲にダストを形成するダスト新星も存在


V2362 cyg

ダスト新星V2362 Cyg

  • 爆発後70日から可視光で減光

  • 一方近赤外では急激な増光

     → ダストの形成

  • スペクトルから1500K, 1000Kのダストの形成を示唆


Trispec

矮新星

Matsui et al. 2009


Trispec

矮新星とは

  • 白色矮星(WD)と恒星の連星系

  • WDのまわりに降着円盤を形成

  • 降着円盤の不安定性のためアウトバーストの発生


Wz sge v455 and

WZ-Sge型V455 Andの多色観測

  • 早期スーパーハンプの検出

    • 色変化があり低光度時に青くなる

  • スーパーハンプ

    • 早期スーパーハンプとは異なった色の挙動


Trispec

ブレーザー


Trispec

ブレーザーとは

  • 変光星の一種

  • 活動銀河核ジェットを真正面に受けて観測

  • 観測的特徴

    • 速く激しい光度変動

    • 電波からガンマ線までの広帯域放射

    • 高い偏光と変動


Trispec

44天体の種類と変動

Ikejiri et al. 2011


Trispec

光度、色、偏光の変動

  • 光度、色、偏光共に観測期間中において変動

  • 3C 66Aにおいて1.6等光度が変化

  • V-Jの色が0.4等変化

  • Vバンドの偏光度が25%変化

  • 偏光方位角は180度付近に集中

  • 天体によって各変動の大きさにばらつきがある

  • 各天体でのピーク周波数と変動の振幅を調べる


Trispec

光度振幅とピーク周波数

  • 縦軸:観測期間中の光度の振幅 ΔV

    • (VMAX - VMIN)

  • 横軸:シンクロトロン放射のピーク周波数

  • ピーク周波数が低い天体ほど光度変動が激しい

  • 同じピーク周波数でのFSRQとBL Lacに変動振幅の違いはない

  • BL Lac天体

  • FSRQ

  • 観測点の少ない天体


Trispec

偏光度振幅とピーク周波数

  • 縦軸:観測期間中の偏光度の振幅 ΔP

    • (PMAX - PMIN)

  • 横軸:シンクロトロン放射のピーク周波数

  • ピーク周波数が低い天体ほど偏光が変化

  • 紫外に熱的成分がある3C273とQSO 0454-234は偏光の変化が小さい

  • 同じピーク周波数でのFSRQの方がBL Lacより変動振幅が大きい可能性

  • BL Lac天体

  • FSRQ

  • 観測点の少ない天体


Trispec

ブレーザーの種類と変動

  • ピーク周波数が低い天体ほど可視光での変動が大きい

  • ピーク周波数が違う天体を同じ可視光帯域で観測する

    • → 異なるエネルギーの電子からのシンクロ

    •   トロン放射を観測

高エネルギー電子からのシンクロトロン

放射が激しく変化する


Trispec

偏光ベクトルの回転

Abdo et al. 2010

Sasada et al. 2010

Sasada et al. 2012 accepted


2009 3c 454 3

2009年の3C 454.3

  • アウトバーストが存在

  • アウトバーストのピーク時に偏光度が2%とアウトバースト中でもっとも低い

    → その後上昇し22%へ到達

  • アウトバースト中に偏光ベクトルが約360度回転

  • 活動的な時期には逆方向に回転を検出(約270度)

8

6

光度 ×10^-11

(erg/s/cm^2)

4

2

25

20

15

偏光度 (%)

10

5

-100

-300

偏光方位角

(deg)

-500

-700

-900

5000

5100

5200

JD - 2450000

2009年以外にも偏光ベクトルの回転を検出


3c 454 3

複数の回転の検出;3C 454.3

2005 outburst

2007 outburst

  • 2005〜2009年において5回の回転を検出

  • 回転達において時計、反時計回りの両方が存在

  • 偏光ベクトルの回転率はそれぞれ 8.7, 22, -5, -26 , 9.2 (deg/day)

    (2005, 2007, 2008, 2009)

Sasada+ 2010

Jorstad + 2010

Second rotation

First rotation

2008 outburst


Trispec

偏光の回転の解釈

  • 偏光ベクトルの回転から螺旋磁場が示唆される

    (Marscher+ 08)

  • 両方向の回転を説明するためにBent jet modelが提唱

    (Abdo+ 10)

問題点

螺旋磁場:両方の回転方向で回転が観測

Bent jet:400度以上一定の回転率


Trispec

フレアと偏光

Sasada et al. 2011


Pks 1510 089

PKS 1510-089

20日

Sasada+ 2011

  • 2009年から観測を開始

  • 光度が10倍増光する20日以内の大フレアを検出

  • フレアに相関して偏光度が上昇

  • 光度と偏光度の相関係数;

光度

偏光度

(%)

方位角

(deg)


Trispec

フレア中の光度と偏光度

  • 20日以内に変動するフレアに伴って偏光度が上昇

短期間のフレアにおいて光度と

偏光は普遍的に相関して変化する

仮説

検証

多数の天体に対しての偏光モニター観測から、

フレアの光度と偏光度の変動を系統的に調べる


Trispec

検出したフレア

  • 観測天体数44天体

  • 総フレア数 166個

  • フレア検出天体 29天体

  • 光度が二倍以上変化した大フレア 28個

  • 大フレアを検出した天体12天体

  • 大フレアの光度と偏光度の相関(相関係数で判断)

    (正, 負, 有意な相関なし)= (13, 5, 10)

    相関なしの中には誤差が大きいもの、データ点の少ないものも含む


Trispec

光度と偏光度振幅の相関

偏光度振幅 (Pmax – Pmin)

正の相関が存在

r=0.62±0.05

光度比 (Fmax / Fmin)

フレアは固有の偏光成分を持つ


Trispec

その他


Trispec

その他の観測天体

  • 超新星

    • 測光、分光、偏光撮像

  • マイクロレンズ天体

    • 偏光観測

  • 彗星(ホームズ彗星)

    • 偏光分光による偏光の変化

  • 太陽系内天体

    • 近赤外での低分散分光


Trispec

おわり


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