新観測装置MuSCATの性能と目指すサイエンス(Narita et al. 2015, JATIS in press)	

成田憲保	  (ABC/国立天文台)	  	  福井暁彦,	  日下部展彦,	  鬼塚昌宏,	  笠嗣瑠,	  泉浦秀行,	  柳澤顕史 (国立天文台),	  田村元秀(東大)、	  山室智康	  (オプトクラフト)	  	  目次	• MuSCATの仕様	  • 試験観測の主な結果	  • MuSCATで目指すサイエンス	  	  新しい多色撮像カメラMuSCAT	
• 2013年度に科研費を獲得し製作を開始、2014年12月24日にFL	  • 2015年4月までに試験観測完了	  • g’2(400-­‐550nm)、r’2(550-­‐700nm)、zs(800-­‐920nm)の3色を同時撮像	  • 視野6.1分角、ピクセルスケール0.36秒/pix	  • 3台のCCDを	  独立制御	
2015年3月3日撮影�

ファーストライトの�球状星団M3�装置構造とスポットダイアグラム	 NN ࡢ࡜ࡁࡣ ᅄ㝮ࡀࢣࣛࣞࡿ㻻㻭㻻㻝㻤㻤ᮃ㐲㙾ഃྲྀ௜㠃

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4	

フィルターとダイクロイックミラー	

g’2,	  r’2,	  z_s	  の3枚のフィルターを搭載（手動着脱可能）	  g’2とI’2、I’2とr’2の間で波長を分けるダイクロイックミラー	

5	CCDカメラ：Princeton	  Instruments	  PIXIS	  1024	

CCDは裏面照射型のフリンジ対策あり（B_eXcelon）を2台	  フリンジ対策なし（B）を1台	

6	

装置全体のスループット	試験観測の結果	
• 自己オートガイドモード(右上)	  – 0.4ピクセルのrmsを達成	  • GJ436	  (V=10.6,	  R=9.6,	  I=8.2)でトランジット外の30秒露光で測光精度の試験（右図）	  – g’2：0.10%	  – r’2：0.074%	  – z_s：0.076%	  • 0.1%以下の測光精度が達成できることを確認	

MuSCATの装置性能のまとめ	
• g’2,	  r’2,	  z_sの3色で独立制御の高精度測光観測が可能	  – 各波長で最適な露光時間を設定可能	  – 短い読み出し時間（高速:	  0.58秒、低速:	  10秒程度）	  • 自己オートガイドにより1ピクセル以下の星像位置固定が可能	  – 検出器の感度ムラによる系統誤差を低減	  • およそ10等以下のターゲットで0.1%(1mmag)以下の測光精度	  – 10等のターゲットで、60秒積分換算で0.05%の精度	  – 明るい天体でもゴースト、フリンジは見られない	  – 早期M型星まわりのスーパーアース、晩期M型星まわりの地球サイズの惑星のトランジットを観測可能	  MuSCATを使って何をするか？	
1. トランジット惑星の発見確認観測	  (validaYon)	  –トランジットサーベイで発見された惑星候補をいち早く選別	  –すばるなどの大型望遠鏡の観測へとつなげる	  2. 惑星大気のレイリー・ミー散乱特性の観測 (characterizaYon)	  	  –スーパーアースの主要大気組成の解明	  –ガス惑星の空模様（晴れ、曇り、ヘイズ）の調査	  今後のトランジット惑星大量発見の時代	

PLATO Assessment Study Report

pag11	

Figure 5.4: Schematic comparison of observing approaches. Blue squares: CoRoT target fields in the galactic cand anti-centre direction. Upper left corner (yellow): the Kepler target field. Large squares: size of the PLATO fi

TESS	  Overview	• 2017年8月に打ち上げ予定	  • 太陽系近傍の約500,000個の恒星をターゲットとしたほぼ全天のトランジットサーベイ	  • 直径10cmの4台の超広視野	  	  	  	  	  	  (24o	  x	  24o)カメラ	  • 2年間のサーベイ	  • I等級<13の明るいターゲット	  • 明るい恒星まわりで、さまざまな特徴付けが可能な惑星が多数発見される見込み	  TESSの惑星発見数の見積り (Sullivan+2015)	
• 2	  地球半径以下の”地球型惑星”を約300個	  – そのうち~165個がM型星まわり	  – さらに~100個は	  I<10	  の明るい主星を持つ	  – 約20個は生命居住可能領域の周辺にある	  • 2-­‐4地球半径の”スーパーアース/ミニネプチューン”を約650個	  – スーパーアースとミニネプチューンの境界付近	  – 太陽系には存在しない、惑星科学の重要なターゲット	  • TESSはトランジット発見型のプロジェクト	  →	  その惑星の性質を調べるフォローアップ観測が重要	  ü 面白い惑星を中小口径望遠鏡で選別し、大口径望遠鏡の観測へ	  トランジット惑星と偽検出	
トランジットサーベイで発見される減光は惑星ではない場合がある�

通常のトランジット惑星	
グレージング型の食連星	

伴星/背景星が食連星	

惑星は可視で光を発しないため、減光にほとんど波長依存性がない�
食連星は隠す恒星も光っているため、減光時にその光が残る�
→ 減光の深さに大きな波長依存性がある�
高精度な多色測光観測で判別可能�トランジット惑星の大気の観測	
トランジットを利用した透過光分光・測光観測�star

トランジットの減光の深さは惑星大気の組成を反映して、�波長(吸収線や観測バンド)ごとに異なる�惑星大気の性質調査	

スーパーアースの主要大気成分�

ガス惑星の空模様の多様性�

岩石惑星とガス惑星の境界半径�

ヘイズ粒子の特性�まとめ	• 新しい3色同時撮像カメラMuSCATが完成した	  – 2015BからPI型装置として岡山観測所で利用を開始	  – 世界的に見ても高い測光精度を3色同時に達成可能	  • 2015Aの観測所時間で得られたデータで2本の論文を準備中	  – 既知のトランジット惑星の高精度測光観測	  (Fukui	  et	  al.)	  – K2で発見された3:2共鳴惑星のフォローアップ観測	  (Narita	  et	  al.)	  • K2/TESS/PLATO時代の系外惑星観測に高い威力を発揮できる	  – 系外惑星以外のモニタリング観測（変光天体、恒星の自転周期、突発現象など）にも有用