MuSCATの運用状況と1年目の観測成果	

成田憲保	  (東大/ABC/国立天文台)	  ほかMuSCAT開発チーム＆ユーザー	  目次	• MuSCATの仕様	  • 2015-­‐2016年の運用状況	  • 論文出版状況と今後の成果の見通し	  	  • 2015年度の観測成果紹介	  – Hirano	  et	  al.	  (2016)	  – Narita	  et	  al.	  in	  prep.	  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(820-­‐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�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特注ダイクロイックミラー	
4	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	

5	

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%	  – zs,2：0.076%	  • 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	  – 世界の2m級望遠鏡の多色撮像カメラでトップクラスの測光性能	  1年目の運用状況まとめ	
• 2014年12月24日 ファーストライト	  • 2015年前期	  – 試験観測・エンジニアリング観測	  8夜	  (晴天夜	  2夜)	  – 論文として出版された成果 3本 (昨年のUMで発表済み)	  • Narita	  et	  al.	  2015a,	  JATIS,	  1,	  045001： MuSCATの装置論文	  • Narita	  et	  al.	  2015b,	  ApJ,	  815,	  47:	  K2-­‐19bのTTV測定の論文	  • Fukui	  et	  al.	  2016,	  ApJ,	  819,	  27:	  MuSCATの精度評価論文	  • 2015年後期	  – PI型持ち込み装置（開発チームのみ公開）として運用	  – 3つのプロポーザルが採択	  10夜+観測所時間	  – 論文として出版された成果	  1本	  • Hirano	  et	  al.	  2016,	  ApJ,	  820,	  41:	  新たなスーパーアースK2-­‐28bの発見論文	  2年目の運用状況まとめ	
• 2016年前期	  – 3つのプロポーザルが採択 24夜+観測所時間	  – 装置交換の手間を減らすため、おもりやインターフェースの改善	  • 2016年後期	  – PI型共同利用装置として全ユーザーに公開	  – ユーザーマニュアル等の整備	
– 3つのプロポーザルが採択 15夜+観測時間+エンジニアリング時間	  – 1つのToOプロポーザルが採択	  (整備期間中)	  – 観測実施中	論文出版状況と今後の見通し	• 2015年度に4本出版	  • 現在解析実施中・論文準備中	  – 福井ほか	  -­‐>	  この後の発表参照	  – 宮川ほか	  -­‐>	  この後の発表参照	  – 鬼塚ほか	  -­‐>	  この後の発表参照	  – 成田ほか：	  K2/ESPRINTによる新しいホットネプチューンの発見確認	  – Gaudiほか:	  A型星まわりのホットジュピターの発見	  • 担当割り当て待ちのデータが5天体程度	  • 比較的高い論文生産率	

ESPRINT-­‐JP	South	  African	  Astronomical	  Observatory	  1.4m	  IRSF	
• Near-­‐infrared	  3-­‐band	  photometry	  (J,	  H,	  Ks)	Okayama	  Astrophysical	  Observatory 	  188cm	  telescope	• Opecal	  3-­‐band	  photometry	  • Near-­‐infrared	  photometry	• AO	  imaging	  • High-­‐resolueon	  spectroscopy	  	Mauna	  Kea	  Observatory	  8.2m	  Subaru	  telescope	rel0.96
Ks band

K2-­‐28b:	  a	  super-­‐Earth	  around	  a	  Low-­‐temperature	  Star	
0.94

0.92

Light	  curves	  from	  IRSF/SIRIUS	

Light	  curve	  from	  Kepler	  1.02
J band1.004
11.002
relative flux

0.998

relative flux

0.996
0.994
0.992
0.99
-1.5

-1

-0.5
00.5
1
time from the mid-transit [hours]

Stellar	  mass:	  0.3	  Msun	  Stellar	  temperature:	  3,200	  K	  Planetary	  radius:	  2.3	  REarth	  Orbital	  period:	  2.3	  days	  Planetary	  temperature:	  ~500	  K	0.98H band

1.01
1.005
0.96
1r2, bandKs band

0.94
0.995

0.99
0.92
0.985

zs,2 band

0.9842.36 42.38 42.4 42.42 42.44 42.46 42.48 42.5 42.52

1.5

BJD - 2457200

0.975

0.97 curves	  from	  OAO188cm/MuSCAT	
Light	  
1.01

1.005

r2, band1
relative flux

relative flux

10.9950.99
0.985

zs,2 band

0.98
0.975

Hirano, Fukui, et al. 2016	

0.97
58.22 58.23 58.24 58.25 58.26 58.27 58.28 58.29
BJD - 2457200

High-­‐resolueon	  Imaging	  with	  Subaru/AO188+IRCS	
100

5σ contrast ratio-110-21010-310-4

3.2’’	

00.2

0.4

0.6 0.8
1
1.2
separation [arcsec]

1.4

1.6

Based on this contrast curve, we computed the probability that the observed
transit of K2-28b is caused by a background eclipsing binary using a stellar
population model.
→ FPP < 2 x 10^-5

A	  “Twin”	  of	  the	  Well-­‐known	  Super-­‐Earth	
Neptune	Earth	

47	  light	  years	

172	  light	  years	

• The	  size	  and	  temperature	  of	  K2-­‐28b	  are	  similar	  to	  those	  of	  GJ1214b,	  the	  best	  studied	  super-­‐Earth	  – GJ1214b	  is	  most	  likely	  be	  covered	  by	  thick	  clouds	  – K2-­‐28b	  is	  a	  favorable	  target	  for	  a	  comparaeve	  study	  新しいホットネプチューンEPIC21???????	
•左：ESPRINTによる周期で位相を折りたたんだ
トランジットとセカンダリ	  •左下：すばるHiCIAOによる5σのコントラスト
カーブ	  Sec Dep:0.000023; Sig:0.000034
Dep/Sig: 0.682•

右下：MuSCATのzバン
ドライトカーブ	Primary

Secondary

Relative Flux

1.001

1.000

0.999

0.998

−6 −4 −2 024
6 −6 −4 −2 0246
Time from Midtransit [Hour]
Time from Phase =0.5 [Hour]
1005-σ contrast

10-1
10-2
10-310-4
10-5

00.5

11.5
22.5
radial separation [arcsec]

33.54

まとめ	• 新しい3色同時撮像カメラMuSCATが稼働中	  – 2015BからPI型装置として岡山観測所で運用を開始	  – 世界的に見ても高い測光精度を3色同時に達成可能	  • 2015年の観測で得られたデータで4本の論文が出版済み	  – 当初の目標である新しい惑星発見(K2-­‐28b)なども達成	  – ほか5本準備中、継続的に質の高いデータを取得している	  • K2/TESS/PLATO時代のトランジット惑星観測に高い威力を発揮できる