南アフリカ天文台に設置した赤外線望遠鏡 IRSF による 星間現象観測

南アフリカ天文台に設置した赤外線望遠鏡 IRSF による

星間現象観測

長田哲也（名大理）

IRSF での観測光る暗黒星雲銀河中心の観測から星間赤化則を決定

南アフリカ天文台に設置した赤外線望遠鏡 IRSF による

星間現象観測

長田哲也（名大理）

IRSF での観測光る暗黒星雲銀河中心の観測から星間赤化則を決定

サザーランド観測所

●　　　　　　　　　　　● 　　　　　　

　ケープタウン本部

南アフリカ　　天文台　（ SAAO)

370km

南アフリカ天文台　　サザーランド観

測所

IRSFSALT10m

経度 +20 ゜ 48’38”緯度 ‐ 32 ゜ 22’48”標高 1761m

南アフリカ天文台サザーランド観測所　 ( 標高 1761m ）　　　　

IRSF

2000.11.15.

IRSF 　ドーム　 7.5mφ

冷凍機コンプレッサ等

　　　　　　制御室

単相 100V,230V, 　三相 200V,380V

IRSF 1.4m 望遠鏡経緯台 指向精度 3" ( 全天 ) 追尾精度 0.5"/ 30 分間

古典カセグレン式　合成 F/9.9 ( 主鏡 F/2.9) 結像性能　　　　ハルトマン定数 0.2

5"

望遠鏡につけた SIRIUS 2000.11.30

3 色同時赤外線カメラ SIRIUS 内部

3 色同時赤外線カメラ SIRIUS 内部 ( 光学系と冷凍機 )

大気の窓と近赤外３バンド

J(1.2m), H(1.6m), K(2.2m) バンド

赤外線の SIRIUS データ　→　擬似カラー画像　　　　　

1.2m 1.6m 2.2m

Cep A star forming region SIRIUS pseudo-color image

　　　　　　　　　星形成領域 Cep A

視野

8 分角 ×8 分角

0.45 分角 pix

限界等級

　 J =19.2 等　　　　 H =18.6 等　　　　 Ks=17.3 等　　　　 (10 900秒積分 )

J 　　　　　　　　　　　　　　 H 　　　　　　　　　　　　 Ks

2002 IRSF 測光夜率

1 月02 03 07 09 10 13 14 15 18 20 21 22 29

04 08 12 16 19 23 27 30 31

06 25 28

01 05 11 17 24 26

2 月01 03 05 08 09 10 12 13 14 15 17 18

07 16 21 25

04 11

02 06 19 20 22 23 24 26 27 28

3 月01 02 03 12 13 14 16 18 19 20 21 23 29 30 31

05 08 09 15 22

06 07 11 28

04 10 17 24 26 27

4 月02 05 06 07 08 16 18 19 21 24 25 30

03 17

04 10 26 27

01 09 20 22 23 28 29

5 月01 03 04 07 09 10 15 16 17 18 19 26 30

08 11 31

02 12 13 20

05 06 14 21 22 23 24 25 27 28 29

7 月01 02 03 06 10 11 25

18 20 21

04 17 26 30 31

05 07 08 09 12 13 14 15 16 19 22 23 24 27 28 29

6 月03 19 20 21 25 30

02 16 17 22 24

04 09 10 11

01 05 06 07 08 12 13 14 15 18 23 26 27 28 29

10 月01 03 05 06 07 08 10 15 16 17 25 26 29 30 31

24

14 27

02 04 09 11 12 13 18 19 20 21 22 23 28

11 月01 02 04 06 07 09 10 11 14 15 16 17 23 24 25 26 28 29 30

05 12 20 27

08 13 21 22

03 18 19

12 月01 04 05 12 17 18 28

06 13 15 24 27 29

07 14 30

02 03 08 09 10 11 16 19 20 21 22 23 25 26 31

3/3: 142 2/3: 50 1/3: 39 0/3: 128

8 月05 06 07 08 09 20 26 27 28 31

03 04 10 24 25

01 29

02 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 30

9 月01 02 06 11 12 13 15 16 17 18 19 26 29

10 25 28

05 21

03 04 07 08 09 14 20 22 23 24 27 30

IRSF 観測者

大マゼラン雲サーベイ

• 限界等級 　　　 Ks ～ 17 等

• 解像度 0.45 秒角• 観測視野 6°× 6°

2003. 12 2003. 12 現在、現在、全体の約全体の約 80%80% を終を終了了

LMC

論文発表　 ( 他に UH2.2m 鏡での論文が数編 ) 　　　　　　

LMC 変光星 　　　　　　 Ita et al. 2002, MNRAS, 337, L31

星形成領域 M17 　　　　 Jiang et al. 2002, ApJ, 577, 245

おおかみ座暗黒星雲 　 Nakajima et al. 2003, AJ, 125, 1407

星形成領域 S269 　　　　　 Jiang et al. 2003, ApJ, in press

X 線新星 XTE J1720-318 Nagata et al. 2003, PASJ, in press

楕円銀河の色進化　　　　 Miyazaki et al. 2003, PASJ, in press

SMC 変光星　　　　　　　 Ita et al. 2004, MNRAS, in press

M17

星雲：　　　　　　　　　　　

●Br (2.16m) 　他の　　水素原子再結合線　　　　ブラケットシリーズ　　　

● 水素分子輝線

● 赤外反射星雲

Optical Image

南アフリカ天文台に設置した赤外線望遠鏡 IRSF による

星間現象観測

長田哲也（名大理）

IRSF での観測光る暗黒星雲銀河中心の観測から星間赤化則を決定

おおかみ座の暗黒星雲　（可視光像）

Lupus Dark Cloud

(SIRIUS)

Optical Image

（波長 1.2μm での像）　　　　（ 2.2μm の赤外線像）

可視光像　　　　　　　　　　　　　　赤外線像

赤外線で光る暗黒星雲

１．星の光を　　反射して　　いるのか

２．星間塵が　　実際に光っ　　ているのか

大きな塵粒子？

塵粒子の加熱？

Lupus 2 色図　　　　　　比較フィールド

Lupusの Av

LupusAv 　対　表面輝度

AJ=1.7

AH=1.7

AK=1.7

Rieke&Lebofsky(1985)　　　　　　　　　　赤化則

赤外線で光る暗黒星雲

星の光を反射しているらしい

大きな塵粒子らしい

Weingartner & 　　　　　 Draine (2001) 　　　　　塵モデル

南アフリカ天文台に設置した赤外線望遠鏡 IRSF による

星間現象観測

長田哲也（名大理）

IRSF での観測光る暗黒星雲銀河中心の観測から星間赤化則を決定

銀河中心の観測観測日 : 　　　　　　　　　　　　　 2002 年 3～ 7 月 　 　　2003 年 4 ～ 8 月

Seeing : <1.3 秒角

限界等級（ 50s,10σ ） 17.5 (J), 16.6(H), 16.1(Ks)

観測予定領域 : 10deg2 　 　 [ 銀経 5o × 銀緯 2o]

既知の星団

3arc

min

.(～

7.5p

c)

Arches

Quintuplet

2.5±0.5 Myr

r0.23pc に 7104

M

>160 の O 型星

4±1 Myr

r0.5pc に 104M

WR 型星など

星団

21

3

5

4

6

87

星団の像1 2

3

45

6

7

8

1arcmin.

9

2.4μ ｍ面輝度（気球観測）IRAS 点源近赤外４バンドでの面輝度　　　　　　 　　（ COBE,DIRBE)

Red Clump Star －可視　（ OGLE)　 etc.

より中心の、細かな星の分布を探る

バルジ構造の研究

観測観測日 : 　　　　　　　　　　　　　 2002 年 3～ 7 月 　 　　2003 年 4 ～ 8 月

Seeing : <1.3 秒角

限界等級（ 50s,10σ ） 17.5 (J), 16.6(H), 16.1(Ks)

青：観測済領域解析使用領域（ 3.1 deg2 ）

観測予定領域 : 10deg2 　 　 [ 銀経 5o × 銀緯 2o]

Ks －（ H-Ks ）色等級図比較的低質量、金属量多、　　 He燃焼段階

標準光源として使用可

RC の分布からバルジの星の分布を知る

Red Clump(RC) Stars

明るさが一定（ MK＝－ 1.61±0.03 等）

MKはメタリシティ，年齢によらない

1. RC の分布から赤化ベクトルの傾きを求める

2. 赤化の補正を行う

3. 各視野での RC の明るさの分布を求める

4. 明るさから距離を求める

1. RC の分布から赤化ベクトルの傾きを求める

2. 赤化の補正を行う

3. 各視野での RC の明るさの分布を求める

4. 明るさから距離を求める

1. RC の分布から赤化ベクトルの傾きを求める

2. 赤化の補正を行う

3. 各視野での RC の明るさの分布を求める

4. 明るさから距離を求める

1. RC の分布から赤化ベクトルの傾きを求める

2. 赤化の補正を行う

3. 各視野での RC の明るさの分布を求める

4. 明るさから距離を求める

1. RC の分布から赤化ベクトルの傾きを求める

2. 赤化の補正を行う

3. 各視野での RC の明るさの分布を求める

4. 明るさから距離を求める

解析手順

３．約 5.8平方度 に対して同じ作業を行う

１．色等級図上で RCの中心を求める

２． RC 中心をプロット、傾きを求める

解析１．赤化ベクトルの傾きを求める

AKs/E(H-Ks) = 1.240±0.030

誤差の範囲内で場所によらず一定

銀河中心方向の減光

KH-K ≡　 Ks – 1.24 (H-Ks)KH-Kは距離にのみ依存

減光量に依存しない　パラメータ KH-K を定義

青い領域（ 3.1平方度）で、 RC の KH-K 分布を求める

解析２．減光の補正量…大　　　　　ばらつき…大

MK = － 1.61 等（ H － K ） 0 ～ 0.1

を使って求めた距離

　　急激に遠ざかる

フラットな分布 平均距離は 8.5kpc より遠い　→（ H-K ） 0 による

解析３．４．分布から距離を求める

KH-K のピークの分布

Ks-(H － Ks) 色等級図

近赤外の赤化則減光量や距離を求めるための基礎

0.42

[0.40][0.33]

0.33Ks(2.15)

[K(2.20)]

0.620.580.60H(1.65)

1.01.01.0J（ 1.25)

R&LvdHIRSFBand(μm)

Aλ/AJ の値

vdH van de Hulst no. 15 curve ‥ R&L Rieke & Lebofsky, ‥1985

AKs/E(H-Ks)=1.240±0.028

AKs/E(J-Ks)=0.488±0.078

(Preliminary result)

Red Clump 分布の　　ピークをプロット

赤化則に従って右下に伸びる傾きから減光量 AKs と色超過　 E （ H-Ks) の比が求ま

る。

南アフリカ天文台に設置した赤外線望遠鏡 IRSF による

星間現象観測

長田哲也（名大理）

IRSF での観測光る暗黒星雲銀河中心の観測から星間赤化則を決定蛇足

蛇足その１： SNR RX J1713.7-3946 の　撮像について

物質密度が高いために背後を見通すことができない領域

例 . 銀河面、暗黒星雲

Zone of Avoidance での銀河探索

全天の直径 1.3’以上の銀河の分布 (Kraan-Korteweg & Juraszek,2000)

GA 領域

b=1.7

b=1.9

b=1.5

35’

Clear 12Probable 26Possible 40

The distribution of galaxies

around PKS1343-601

Optical 12MASS 4

Deep infrared imaging: The Effects of Foreground stars on the photometry

NGC4387 (Ks)

SNR RX J1713.7-3946撮像

Three instruments:

• SALTICAM 2048x2048 frame transfer (0.1s time resolution)• PFIS spectroscopy (up to R~10000) (blue sensitive) (100 slits in 8'x8' fov) spectropolarimetry• HRS fibre-fed high res.

10m 望遠鏡　 SALT 　2004 年末ファーストラ

イト

●http://www.salt.ac.za/

建設中の SALT