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かなた望遠鏡 /TRISPEC による変動天体観測

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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  1. かなた望遠鏡/TRISPECによる変動天体観測 笹田真人　（広島大学）

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. ガンマ線バースト Uehara et al. 2010

  6. 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

  7. 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

  8. X線連星 Arai et al. 2009

  9. 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

  10. 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

  11. 新星 Arai et al. 2010

  12. 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

  13. 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

  14. 矮新星 Matsui et al. 2009

  15. 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

  16. 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

  17. ブレーザー

  18. 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

  19. 44天体の種類と変動 Ikejiri et al. 2011

  20. 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

  21. 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

  22. 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

  23. 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

  24. 偏光ベクトルの回転 Abdo et al. 2010 Sasada et al. 2010 Sasada et al. 2012 accepted

  25. 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

  26. 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

  27. 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

  28. フレアと偏光 Sasada et al. 2011

  29. 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)

  30. 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

  31. 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

  32. 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

  33. その他

  34. 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

  35. おわり

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