セイファート銀河の分光観測に
挑戦!
E-3三舩貴之,八幡浩輔
S-3小林壮太,杉山潤一郎,髙山和真
チャレンジゼミナール報告会 2013年3月4日
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目的
• 天体の分光観測では,天体のスペクトルを観
測することで,天体までの距離,組成成分な
どが分かる.
• 美星天文台で,セイファート銀河NGC1068な
どを観測する.
• その分光解析のため,解析ソフトIRAF(Image
Reduction and Analysis Facility)の使用方法を
学ぶ.
• NGC1068を解析したい.
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天体分光器
•
•
•
•
スリットを通り分光器へ入射した光は
コリメータレンズで平行光に変換
回折格子でスペクトルに分けられる
カメラレンズでCCD上に結像
美星天文台の分光器
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CCD画像
天体(オブジェクト)以外の光も含まれている
• バイアス
– CCDから読み出す際の電荷(下駄として加算)
• ダーク
– 暗電流により発生するカウント値
• スカイ
– 夜光や街の光
• 宇宙線イベント
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天体情報を取り出す
フレーム:CCDカメラで得られる画像
フラット:周辺減光などによる感度ムラ補正
天体情報= ( オブジェクトフレーム
- バイアスフレーム
- ダークフレーム
- スカイフレーム )/フラット
分光観測では,さらに
コンパリゾンフレーム
により波長較正が必要
美星では鉄・ネオン輝
線を出すフォロカソー
ドランプを使用してい
る
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セイファート銀河とは
• 見かけ上の分類とは別に,
激しい活動性を示すものを
活動銀河という.
• 大半の銀河はスペクトル中
に吸収線のみを示すが,活
ハッブルが提唱した銀河分類の音
叉図 (R.ベレンゼン 1980 : p.149)
動銀河では全波長域で放
射(輝線)がみられる.
セイファート銀河
• スペクトル中に幅の広い強い輝線を有し,非常に明るく
小さな中心核(活動銀河核)を持っている.
– 輝線の半値幅から,幅の広い輝線が見られるものを1型セイ
ファート銀河,幅の狭い輝線が見られるものを2型セイファート
銀河
– 他に,電波銀河,クェーサー,スターバースト銀河等がある.
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美星天文台
• 8月25日(土)22:00~26日(日)04:00と10月12日
(金)22:00~13日(土)04:00の2回,美星天文台の
101cm望遠鏡と分光器,Andor社冷却CCDカメラを用
いて分光観測を行った.
• 撮影天体はNGC6946,NGC1068,NGC1052
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解析ソフトIRAF(Image Reduction and
Analysis Facility)
• 撮影したFITS (Flexible Image Transport System)データを
各種補正(整約)して,解析することができる.
• IRAFはアメリカ国立光学天文台(National Optical
Astronomy Observatories)によりサポートされているフ
リーソフト(http://iraf.noao.edu/)
– LinuxやWindowsのCygwin環境等で動作する
• 世界の天文学者が標準的に使用している解析ソフ
トなので,敷居が高いが挑戦してみた.
• マニュアルを探して,結局,美星天文台Web上の
「美星天文台101cm望遠鏡 IRAFによる分光データ
整約のすすめ 川端哲也(美星天文台)」が良かっ
たので,挑戦してみた.
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NGC1068(M77)
• くじら座にある渦巻銀河
– 距離 4,700万光年
– 視等級 +8.8
– 視直径 7' x 6‘
– 幅の狭い輝線が見られる2型
セイファート銀河
Wikipedia(NASA)
• IRAFを使用する解析により,
距離の算出に挑戦したい
Wikipedia
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画像チェック
バイアスフレーム
l1.fits
白い点は宇宙線イベント
コンパリゾンフレーム l23.fits
鉄ネオンの輝線スペクトル
オブジェクトフレーム
l24.fits
横一本の線がNGC1068(80℃,900秒)のスペクトル
ダークフレーム(-80℃, l43.fits
900秒)
フラットフレーム
l30.fits
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データ整約
•
•
•
•
•
バイアスフレームの合成: imcombine
フラットフレームの合成: imcombine
フラットからバイアスを引く: imarith
フラットの規格化:
imarith
オブジェクトフレームの一次処理:imarith
– オブジェクトフレームからバイアスを引き,フラットで割る
l24.fits
処理前
l24bf.fits
処理後
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オブジェクトフレームとコンパリゾンフレー
ムの一元化:apall
天体スペクトルを画像から抽出する
オブジェクトフレーム
コンパリゾンフレーム
• 縦軸はカウント値,横軸は画像上のピクセル位置
• 横軸を波長に同定したい
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コンパリゾンの波長同定:identify
鉄・ネオン同定チャート(右図)と比較し,コンパリゾンに
波長同定する
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オブジェクトスペクトルへ波長同定の
結果を登録:refspectra
OⅢ5025
OⅢ4977
Hα6589
Hα6609
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NGC1608の赤方偏移・後退速度・距離
OⅢ
Hα
NⅡ
文献値[Å] 観測データ[Å]
4959
4977
5007
5025
6563
6589
6584
6609
赤方偏移
後退速度
銀河までの距離
Δλ[Å]
18
18
26
25
Z=Δλ / λ0
0.00361
0.00358
0.00394
0.00378
  0 
z

 3.7  10 3
0
0
3
  cz  1.1  10 km/s
cz
r
 14 Mpc
H
ハッブル定数を80km/s・Mpcとした. 距離の文献値は14.4Mpc
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まとめ
• セイファート銀河NGC1068の赤方偏移・後退
速度・距離を求めるため
– 美星天文台で分光観測を行った
– 天文学者の使う解析ソフトIRAFに挑戦した
– NGC1068の解析に挑戦した
• 銀河までの距離は,文献値に比較的近いも
のになった.
• 分光観測について,ご協力下さった美星天文台 綾
仁台長,前野様に感謝いたします.
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