プロポーザル準備/観測準備
ダストをたくさん持つ銀河
の赤外線分光観測の例
国立天文台
今西昌俊
未解決の科学問題を見つけ出し、
解決するための観測手法を考える
積分時間の計算
達成可能なら
説得力のあるプロポーザルを書く
採択されたら
実際の観測の準備
今回の科学問題:
ある天体が見つかった。明るく輝いている。
エネルギー源は何か?
観測手法:
赤外線分光観測
恒星
オリオン座
0-1等級
星内部の核融合反応
で輝いている
渦巻き銀河
楕円銀河
数万光年
数万光年
乱れた
銀河
銀河は星の集団
である
小さくて、
明るい天体
銀河系の外にある
準恒星状天体
クエーサー
AGN
AGN
超巨大ブラックホール
エネルギー源が直接見えていれば、区別は容易
塵に隠されている場合は、区別は困難
合体銀河:塵が多い
小さな中心核が、
赤外線で明るい
AGN?
コンパクトな星生成?
透過力の強い赤外線での分光観測
光は波である
0.3-23ミクロン
ガンマ線
陽子
X線 UV 可視 赤外
原子
バクテリア
波長が長い
1ミクロン=
1000分の1ミリ
電波
テレビ信号
分光:光を色(波長)ごとに分ける
長い波長
短い波長
エネルギー源を区別する方法 Lバンド(3-4um)分光
PAH
PAHは、星生成では励起
AGNの近傍では破壊される
星生成
埋もれたAGN
共存
エネルギー源を区別する方法 Kバンド(2-2.5um)分光
星は、CO吸収を示す
AGN(に暖められたダスト)は示さない
星生成
埋もれたAGN
共存
どれくらいの波長分解能(R)が必要か?
Rが大きいほど、感度悪くなる
PAH放射、CO吸収は幅広い
PAH放射
CO吸収
R=100
どれくらいのS/Nが必要か?
埋もれたAGN
星生成
共存
200%
の超過
15-40%
のへこみ
15-20%
の超過
連続線に対してS/N=20なら、>3σで検出可能
どれくらいの積分時間が必要か?
天体の明るさ
L=12-13.5mag
すばるのIRCS L=13mag、1時間でS/N=20、
R=100
の感度
30分-2時間
すばるで充分
実現できる!
参考:
5分以下 : 小さい望遠鏡を使うべき
20-50時間 : 別の実現可能な科学テーマを探す
実現可能なので、すばるにプロポーザルを出す
競争率は高い
審査員を説得できる文章力が要求される
本テーマはこんなに面白いんだ!
提案手法は、自分独自の斬新な手法なんだ!
行間から意欲がにじみ出る文章を!
望遠鏡の要求時間
天体数 X 各天体の積分時間
これは正味の積分時間である
オーバーヘッドの見積もり
赤外では大きい
天体導入
検出器読み出し時間
標準星観測
要求夜数の決定
分光標準星の選定
透過率
採択されたら観測準備
波長依存性を持つ
地球大気の補正
A,F,G型の主系列星、矮星
星大気による吸収が小さく、
黒体放射近似が可能
Airmassのプロット
波長
天体C
日の出
日没
天体B
月の位置
に注意
Airmass
天体A
Airmassのプロット
実際の観測
計画通りに観測が進むことは少ない
一般には、様々なトラブルにより予定より遅れる
実際の観測時に、臨機応変に対応し、
ベストな結果が出るように考える
観測天体を減らす?
積分時間を減らす?
経験と共に、うまくなるはず
光量
明るさ
3.3ミクロン
PAH放射
静止波長(ミクロン)
波長
星生成的
図4a
明るさ
光量
連続線
3.05ミクロン
吸収
3.4ミクロン
吸収
静止波長(ミクロン) 波長
埋もれた
AGN的
図4b
Subaru
3-4 um
星生成
埋もれたAGN
AGN/SB共存
PAH
3.3um
Bare
3.4um
PAH
3.3um
Ice
3.1um
PAH 強い
吸収 強い
Bare
3.4um
弱いPAH
査読論文の出版
Imanishi et al. 2006 ApJ 637 114-137
塵に埋もれた超巨大ブラックホールが、
たくさん存在することがわかった
国立天文台 今西昌俊 他
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今西さんレジメ(ppt 4.7M)