木曽銀河面変光天体探査KISOGPと	  岡山観測所での分光観測	

松永典之、前原裕之、三戸洋之、小林尚人、福江慧、山本遼（東大）	  浮田信治、柳沢顕史、田中雅臣,	  岩田生（国立天文台）	  坂本強（スペースガード協会）、山下智志（鹿児島大）、新井彰（兵庫県立大）	  板由房,	  小野里宏樹,	  岩崎仁美,	  花上拓海（東北大）	

構成	• イントロダクション	  – KISOGPの目的・概要	  – M型星、炭素星（AGB星）の紹介	  • KISOGP反復観測探査の初期成果	  – 500個以上の大振幅長周期変光星の発見	  • 分光追観測の初期成果	  – M型星と炭素星の分類とその分布	

KISOGPの目的と概要	
• 円盤部（銀河系の骨格）にある変光天体探査	  – 320平方度。現在約1200個の変光星が知られている領域内で、数千個の新しい変光星の発見を目指す。	  
– （周期光度関係をもつ）変光星の分布から銀河円盤の構造を明らかにする。	  
– これまでよりも暗いand/or遠い新星・矮新星の発見。	  

• 見つけた変光星の分光追観測	  – 分類から詳細研究に結びつける。	  
– ミラなどの変光星に対してM型星と炭素星の分類を行って、銀河系中の分布・運動を比較する。	  恒星種族のトレーサとしての変光星	
• 古典的セファイド	– 15～300 Myr（4～10 Msun）	
– 年齢が高い精度でわかるが、数は少なめ。	

セファイド• ミラ型変光星(AGB段階）	
– 100Myr～10Gyr (1～6 Msun)	
– 年齢の不定性は大きいが、数は多い。	

• RRライリ変光星	
– 10 Gyr (～1 Msun)	
– 古い星のよいトレーサだが、暗い。	

ミラRRライリ	AGB星の酸素過多／炭素過多	
• 熱パルス(TP)に伴う炭素の汲上げで、表面組成が変化する。	  
– 炭素星になるかどうかは金属量・質量に依存。	  
– 太陽金属量では2～3	  Msunの星が炭素星へ進化	  • 一部の炭素星は、AGB星ではなく、連星系中での質量輸送で生じたもの。	  
TP発生前	

光度	

酸素過多	
炭素過多	

Z=Zsun	AGB星の進化モデル	  (Marigo	  et	  al.	  2008)	

有効温度	

Z=0.05Zsun	炭素星の応用と本研究の特徴	
• 過去の研究：分光などから探す。	  
– 銀河系中の銀経分布。距離は不定性大。	  

• 本研究：ミラで探して、分光で同定。	  
– 正確な距離の見積もりによって三次元的な密度分布	  – AGB末期であることが確実。	  
炭素過多	
Sun	Ishihara	  et	  al.	  
(2011)	

酸素過多	
GC	

Sun	GC	KISOGPの観測	
α~21.2hδ~+24deg	Ø 木曽シュミット望遠鏡とKWFCカメラ	  Ø 320平方度（２度刻みに並べて80視野）	  Ø 3年間に約40回の反復観測(	  I	  バンド)を行う計画	  Ø 限界等級17等(S/N=30)	
4kpc	

α~23.9hδ~+48deg	

α~0.4hδ~+63deg	
α~4.1hδ~+52deg	

α~5.8hδ~+29deg	

α~6.8hδ~+03deg	

10kpc	KISOGPの位置づけ	
• 北半球の銀河面変光天体探査としては先行。	  
• 3年以内に報告すれば、北半球で見える銀河面の変光星探査として先駆的な成果を上げられる。	  
– いずれ銀河面もPan-­‐STARRSのデータによる探査。	

Catalinaサーベイの発見した約8000個の突発天体（超新星、新星など）と、銀河面の各変光星探査の領域	

既知のミラと炭素星	
• 約100個のミラと約200個の炭素星KISOGP領域内で既知	  40	  ミラおよびSRの分布 (General	  Catalog	  of	  Variable	  Stars)	
M型星	30	  20	  10	  M型 8	  C型 1	  不明 53	  M型 15	  C型 3	  不明 39	  M型 1	  C型 0	  不明 19	  炭素星	M型 2	  C型 3	  不明 11	  不明	M型 6	  C型 1	  不明 4	  0	  炭素星（含非変光星）の分布(General	  Catalog	  of	  GalacRc	  Carbon	  Stars)	
60	  炭素星	

40	  20	  43	

44	

50	

32	60～90	  90～120	  120～150	  150～180	  0	  銀経 [度]	

19	180～210	  木曽でのこれまでの観測	• 2012年4月から観測を開始	  • 毎月5～10日間のアロケート (満月付近)	  – 平成24年度 100晩、平成25年度 94晩	  – 平成26年度も同様のペースで観測中	  – ただし、共同利用の他の課題とシェアする観測夜も含む。
シェア分を除くと2年間で約140晩	  • これまでに各領域を30回程度観測してきた。	  
• 2015年3月までの3年間に40回程度反復観測する計画	  銀経120度あたり	  ライトカーブの例（既知天体）	
TY	  Cas（周期645日のミラ）	

MJD	

MO	  Cas（周期252日のミラ）	

MJD	

V581	  Cas（周期435日のミラ）	

MJD	

V576	  Cas（LB, 不規則変光星）	

MJD	

ライトカーブの例（既知天体）	
HY	  Per	  （周期2.48日の食連星）	

MJD	

Phase	

V957	  Per	  （周期4.56日のセファイド）	

Phase	
MJD	

ライトカーブの例（既知天体）	
V582	  Aur	  （FU	  Ori	  type:）	
V635	  Cas	  （XNGP,	  high-­‐mass	  X-­‐ray	  binary）	
IV	  Aur	  （IA:	  poorly	  studied	  irregular	  variables	  of	  early	  (O—A)	  type）	

MJD	

MJD	

MJD	

大振幅長周期変光星の検出（予備解析）	
• SExtractorによる開口測光	  • 振幅1等級以上、検出回数20点以上	  • 100日以上のスケールの変光を目で見て確認	  • 517個	  – 既知の変光星は52個（ミラは25個）	  – 既知の炭素星は28個、M型星は23個	

150	  100	  KISOGP変光星	  (517天体)	

50	  0	  15	  10	  GCVS変光星	  (ミラ25個、SR13個)	  ミラ	 SR	  5	  0	  10	  既知炭素星	  (28個)	  5	  0	  I	  等級	 10	 11	 12	 13	 14	 15	 16	 17	

ライトカーブの例（KISOGP天体）	
KISOJ023509.7+595528	

MJD	

KISOJ053417.7+321409	

MJD	

KISOJ035533.1+540131	

MJD	

KISOJ194333.8+253013	

MJD	

分光追観測	• 国立天文台 岡山天体物理観測所 188cm望遠鏡	  – KOOLS（可視低分散分光）、ISLE（近赤外線撮像分光）	  – 2013年10月（KOOLS・5晩）	  I=16	  magくらい	  – 2014年1～2月（KOOLS・5晩、ISLE・5晩）	   までの天体	
– 2014年9～12月（KOOLS・5晩、ISLE・7晩）	  • 兵庫県立大学 西はりま天文台 なゆた望遠鏡	  – MALLS（可視中低分散分光）	  – 2013年11月に公募観測（4晩）	

岡山・188cm望遠鏡	

I=13	  magくらい	  までの天体	

西はりま・なゆた望遠鏡	これまでの分光観測	• 岡山 13B： KOOLS	  5晩(2013年10月)	  – KISOGP天体 19個、参照星 約20個（KOOLS）	  • 西はりま13後期:	  MALLS	  4晩	  – KISOGP天体 75個、参照星 3個（MALLS）	  • 岡山14A： KOOLS	  5晩、ISLE	  5晩(2014年1,	  2月)	  – KISOGP天体 16個、参照星 3個（KOOLS）	  – KISOGP天体 32個、参照星 約10個（ISLE）	  M型星と炭素星のスペクトル	
西はりま天文台なゆた望遠鏡＋MALLSで取得したスペクトル	炭素星	M型星	ISLE 近赤外線スペクトル	• 浮田さんが解析中。	  
• J-­‐bandの短波長側もあると分類に好都合。	
J-­‐band	

H-­‐band	

C2	
C2	
C2H2	C2	

K-­‐band	

CO	M/Cの区別（予備解析）	
観測時期	  （装置）	

M型	

C型	

その他	

計	

2013年10月	  （KOOLS）	

9*	  (1)	

1	  (0)	

9	  (2)	

19	

2013年11月	  （MALLS）	

42	  (8)	

10	  (8)	 23	  (10)	

75	

2012年1～2月	  （KOOLS）	

7	  (0)	

3	  (2)	

6	  (5)	

16	

2014年1～2月	  （ISLE）	

近赤外線分光での分類はまだ	

32	

計	

58	  (9)	 14	  (10)	 38	  (17)	 142	
カッコ内はスペクトルが既知の天体	  *	  1天体はC型の記載があったが、取得したスペクトルはM型に見える。	

M/C比の銀経依存性	
これまでに分光したKISOGP天体のうち、M型または炭素星の72個の分布	
M/（M+C）	

天体数	
40	  1.0	30	  20	  M	  C	  0.5	10	  0	  60～90	  0.0	90～120	   120～150	   150～180	   180～210	  銀経 [度]	

まとめと今後	
• KISOGP（銀河面320平方度反復観測）の進展	  – 確実な大振幅長周期変光星が500個以上。	  
– 最終的には数千個の変光星を新発見できそう。	  

• 分光追観測の進展	  – 発見する変光星の分類	  – 主なテーマが、M型星と炭素星の分類	  →銀河系中での分布	  	  • 変光星の初期カタログを作成中	  – まもなくチーム内リリース、いろいろな種類の天体（脈動変光星、突発天体、YSOなど）がありますので興味のある方はぜひ声をかけてください。