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IRSF/SIRIUS を 用いた X 線連星系 A0535-668 の赤外線観測 PowerPoint Presentation
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IRSF/SIRIUS を 用いた X 線連星系 A0535-668 の赤外線観測

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IRSF/SIRIUS を 用いた X 線連星系 A0535-668 の赤外線観測. 河内研究室 0BSNM006 鈴木健太. outline. introduction Be 星・パルサー Be/X 線連星系 観測天体  A0535-668 観測 IRSF 望遠鏡・検出器 SIRIUS データ解析 結果 光度曲線と時間変動 考察 まとめ. Be 星・パルサー. B e 星 大質量星 (>10M solar ) スペクトル型: O 型・ B 型 輝線 ( e mission line) 水素 ( Hα など ) 星周円盤 (disk)

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Presentation Transcript
irsf sirius x a0535 668

IRSF/SIRIUSを用いたX線連星系A0535-668の赤外線観測IRSF/SIRIUSを用いたX線連星系A0535-668の赤外線観測

河内研究室

0BSNM006 鈴木健太

outline
outline
  • introduction
    • Be星・パルサー
    • Be/X線連星系
  • 観測天体 A0535-668
  • 観測
    • IRSF望遠鏡・検出器SIRIUS
  • データ解析
  • 結果
    • 光度曲線と時間変動
    • 考察
  • まとめ
slide3
Be星・パルサー
  • Be星
    • 大質量星(>10Msolar)
      • スペクトル型:O型・B型
    • 輝線(emission line)
      • 水素(Hαなど)
    • 星周円盤(disk)
      • 赤外線を放射
  • パルサー (中性子星)
    • 質量:~1Msolar  半径:10km  磁場:~1012G
    • 電波・X線などで周期的なパルスが観測

http://www.oca.eu/stee/page1/page3/page3.html

slide4
Be/X線連星系

遠星点

  • Be星+パルサー
  • 遠星点付近
    • 恒星風との相互作用

(弱いX線放射)

  • 近星点付近
    • パルサーがdiskに突入
    • 質量降着→X線outburst
    • 輻射圧でdiskが加熱

→可視光で増光

赤外線でも増光

パルサー

Be星

近星点

a0535 668
A0535-668連星系
  • スペクトル型:B2Ⅲe
  • 周期:16.651日
  • LMC内(~55kpc)
  • 離心率:>0.4
  • パルス周期:69ms
  • カタログ等級(赤外線)
    • J:15.152 H:15.099 Ks:15.738

Jバンドの実際の画像

a0535 6681
A0535-668~過去の観測~
  • 1977年
    • X線:1039erg s-1
    • 可視光:2等級増光
    • スペクトル型が赤化
  • 1990年~
    • X線:弱いoutburst

(1037erg s-1)

    • 可視光:0.15等級増光
  • 現在
    • X線:outburstなし
    • 赤外線でも0.1等程度増光(?)

可視光(1993~1998)

近星点

slide7
観測
  • IRSF1.4m望遠鏡
    • 南アフリカ天文台

サザーランド観測所

    • 視野:7′.7
  • 近赤外線3色同時撮像装置

(SIRIUS)

    • J,H,Ksバンド
  • 観測日
    • 2010年12月12日~2011年1月4日 (計23回)
    • 15秒露光 10枚 (150秒/回)

2周期分

slide8
解析手法
  • 比較星を用いる
    • 観測条件の補正のため
    • 十分に明るい天体(カタログ等級)
    • 変光天体ではない
      • 2色図を作り、主系列星と推定される
  • 基準日を設定
    • 遠星点に近い観測日 (2010年12月23日)

3天体

基準日に対する等級の相対変化

slide9
解析方法

観測条件による振る舞い

平均値

相対的な変化量

(相対等級)

0

観測値

基準日

(std)

t1

時間

slide10
結果~Jバンド~

近星点

近星点

変動検定

χ2/dof=19.847/19

有意確率:40.38%

(水準:0.27%)

時間変動確認できず

2010年12/12

2011年1/4

slide11
結果~Hバンド~

近星点

近星点

変動検定

χ2/dof=20.145/19

有意確率:38.59%

(水準:0.27%)

時間変動確認できず

2010年12/12

2011年1/4

slide12
結果~Ksバンド~

近星点

近星点

変動検定

χ2/dof=5.172/18

有意確率:99.86%

(水準:0.27%)

時間変動確認できず

2010年12/12

2011年1/4

slide13
考察
  • 時間変動は確認されなかった
  • 相対等級の誤差が大きい
  • 仮定:0.1等の変動(3σ)

⇒測光誤差    ≦0.023

    • J:0.054 H:0.078 Ks:0.277
  • 改善策
    • 露光時間、重ね合わせる枚数を増やす
slide14
露光時間・重ね合わせ枚数
  • 露光時間*重ね合わせ枚数:積分時間 [sec]
  • S/N比を考える
  • 今回:15秒*10枚=150 [sec]
    • :0.054
  • ≦0.023
    • :5.5倍
slide15
まとめ
  • IRSF/SIRIUSを使って、X線連星A0535-668の赤外線観測を行った
  • 基準日&比較星から、A0535-668の2周期分の等級変動量を求めた
  • J,H,Ksバンドで変動は見られなかった
  • 変動なしは「誤差の大きさ」から
    • 誤差:測光誤差
    • 0.1等の変動を見るためには測光誤差≦0.023
    • 対策:露光時間・重ね合わせ数を増やす
      • 積分時間を5.5倍
irsf sirius
IRSF/SIRIUSの限界等級
  • J :19.2
  • H :18.6
  • Ks :17.3
  • 15分露光
    • 今回:15秒×10枚=2.5分露光
be star
Be star
  • 早期の大質量星(O,B型)で、水素の輝線(emission)を出している天体
    • 輝線:ガス円盤から放射
  • ガス円盤:Be星自身の質量を放出
    • Be星の自転がbreak-up速度に近い速度
  • ガス円盤の半径:~10R*
slide20
Be星のスペクトル型別分布
  • 上図がBe星150天体の分布
  • 下図がBe/X線連星の分布
  • Be/X線連星は”早期”のB型に多い
slide21
パルサー

自転

電磁波

磁場

磁軸

slide22
パルサー
  • Pdot:パルサーの自転エネルギーの損失量
    • 回転エネルギーを放射に転換している
    • 回転エネルギー
    • 回転エネルギーの損失量=放射量
slide25
観測
  • InfraRed Survey Facility (IRSF)
    • 南アフリカ天文台サザーランド観測所
  • 2011年12月12日~1月4日
    • 観測回数:23回
    • 軌道周期2周期分
    • 内、3回分は天候等の理由で使えない
slide27
Ksバンド?
  • Kバンドの領域では長波長側で急激に熱輻射が増える
  • K’, Ksバンド
  • K’:1.94~2.29μm
  • Ks:1.99~2.31μm
slide28
検出器
  • 近赤外線3色同時撮像装置SIRIUS
slide30
一次解析
  • dark処理
  • flat処理
  • ディザリング
    • matchingと重ね合わせ
  • 画像にRADecを入力
    • pixel座標→天球座標
slide31
dark処理
  • 熱によるノイズなどを軽減するための処理
  • 露光時間によってdarkノイズ量は増える
    • 観測した露光時間のダーク画像が必要
  • 検出器のシャッターを開かない状態で撮像
slide32

2秒露光dark

20秒露光dark

slide33
フラット処理
  • 検出器のピクセルごとに感度が異なる
  • 感度補正(規格化)のための処理
  • 薄明時や薄暮時の空を撮像
slide34

フラット開始時(K~8000)

フラット終了時(J~1000)

slide35

デッドスペース

バッドピクセル

デッドスペース

撮影手法 ~ディザリング~
slide37

利点

欠点

・デッドスペース&バッドピクセル

の解消

・中心部分(ターゲット部分)の

S/N比が向上

・時間分解能が悪い

→短時間の変化はわからない

-最短時間(偏光観測) :約10分

撮影手法 ~ディザリング~
radec
RADec入力
  • 1次処理を終えた画像には、天球座標の情報はない
  • 2MASSカタログ(観測領域)
  • 画像中心の座標
slide39
解析~比較星の選定~
  • 視野内の2MASSの天体カタログ
    • カタログ等級(J,H,Ks>12等)
    • カタログから2色図
    • 視野中心
    • 他の星との孤立性

孤立性がある天体

孤立性がない天体

slide41
χ2検定
  • RMi:変動量
  • RMEi:変動量のエラー
  • WM:加重平均
    • 重み:RMEi
  • χ2⇒有意確率   有意確率<有意水準

有意水準:0.27%(3σ)

slide43
IRAFによる等級の算出

sum:aperture内の総カウント数, msky:skyの総カウント数

area:aperture面積[pixel2], zmag:等級のoffset

itime:露光時間[sec], epadu:CCDのゲイン [e-/adu]

stdev:skyのばらつき, nsky:skyのピクセル数

slide44
測光の設定
  • aperture
  • annulus
  • dannulus
  • epadu

⇒ area

⇒ nsky

設定値

フィルター別

merr flux msky stdev
MERR, FLUX, MSKY, STDEV

MSKY

FLUX

MERR

STDEV

MERR

slide46
スカイ画像
  • Jバンド

:特になし

  • Hバンド

:OH夜光

  • Ksバンド

:ほこりなどの熱輻射

slide48
軌道周期で畳みこみ

Jバンド

変動検定

χ2/dof=39.694/39

有意確率:43.90%

(水準:0.27%)

軌道周期変動なし

slide49
軌道周期で畳みこみ

Hバンド

変動検定

χ2/dof=40.289/39

有意確率:41.30%

(水準:0.27%)

軌道周期変動なし

slide50
軌道周期で畳みこみ

Ksバンド

変動検定

χ2/dof=8.309/38

有意確率:100.0%

(水準:0.27%)

軌道周期変動なし

rxte asm
結果~RXTE-ASM~

RXTE-ASMのライトカーブ

X線(1.5-12keV)

変動検定

χ2/dof=63.2/44

有意確率:3.03%

(水準:0.27%)

変動なし

近星点

近星点

maxi gsc
結果~MAXI-GSC~

MAXIのライトカーブ

X線(2-20keV)

変動検定

χ2/dof=81.29/76

有意確率:31.8%

(水準:0.27%)

時間変動確認できず

近星点

近星点

outburst
outburst

1977年のoutburst

HEAO-1

~1039erg/s

outburst1
outburst

1990年のoutburst

ROSAT

~4×1037erg/s

~2×1037erg/s