光赤外線大学間連携における超新星爆発のToO観測現状報告
山中 雅之 (京都大学)

今日の内容• OISTERにおけるToO観測についてのよりローカルな問題点• サイエンスの紹介 (SN 2012Z + α)

光赤外線大学間連携事業と超新星ToO観測• 中小口径望遠鏡(1-2m class)を持つ大学が研究と教育の協同を目指し、2011年度より発足• 時間変動天体、突発天体観測に特化 (特に0.1d~10dに強み)• 超新星のフォローアップにおいては、悪天候を避けることと低高度での多モード観測に強みがある。
⇒ 発見直後からの時間的に密な多バンド同時観測が実現• 初観測のSN 2011by以降、7天体についてToOを実施。国際プロジェクトに匹敵する時間密度と多バンドのデータが得られつつある。
• 高いレベルの研究とともに高いレベルでの教育⇒ 広島-京都 SN観測グループ立ちあげ、週一TV会議
川端(広大)、山中(京大)、上野(広大M1)、高木(広大M1)

国際競争の激しい分野であるが、強いインパクトを与えうる質の高い観測が可能となった！

観測依頼から解析結果報告の流れ
観測依頼(RADEC、現在の等級、視野の準備、サイエンスの意義、各観測所への観測方法)

観測状況整理 (観測日時、観測装置と観測モード)

解析結果報告(MJD、 等級、誤差、スペクトル)

ToOも7件目で、連携観測の結果報告のスピードはかなり上がった！

OISTER ToO 解決すべき問題点 2012
観測方法の伝達適切な時間分解能
モード選択への理解
スタンバイ装置の把握
観測状況報告天候状況の把握
露出開始 : 電話連絡
解析結果報告DAOPHOT/PSF測光 マニュアル
結果報告フォーマット
観測装置状況の偏り(あるタイプの装置が一斉に使用不可な状態)

困難な標準星観測⇒エアマスの補正?
系統誤差の調査⇒color term 補正係数の導出
データポリシー
情報漏れ
データアクセス
卒論修論
論文化遅れ

今回2件ほど連絡主たる問題① 観測装置群の状況の偏り
スーパーチャンドラセカール超新星候補 SN 2012dnの観測において、7/13前後で連携内で動く分光装置が無かった。
(広大HOWPol、京産LOSA/F2、ぐんまGLOWS、西はりまMALLS)⇒ 整備中188cmにKOOLSをつけていただきました！
(岡山共同利用 ToO)
その他、美星天文台(連携外)、北大超低分散分光観測、広島大高速分光器に依頼*KOOLSはハード/ソフト トラブルのため、ToO要請後5日後にようやくスペクトルを取得**広大高速分光器は低S/N

ToO要請時にならないと、装置ステータスを知ることは無い⇒ 装置ステータスはMLなどで定期的に周知すると良いだろう。

主たる問題② 卒論修論でのデータの取り扱いについて
鹿児島大学部生より卒業研究発表のために、本連携観測によって、得られたデータ(解析済)について請求を受ける
現状、OISTERにおいては、P.I.グループに属さない限りデータへのアクセスは原則不可卒論修論での扱いは定まっていない
今回、山中の過去発表を参照する形で、図を使ってもらうことにした。卒業研究としては、一応O.K.

卒論修論におけるデータの取り扱いについての是非をどうか議論してください。> 企画運営委員の皆様、

観測依頼天体リスト
Type

P.I.

発見
日

観測開始日

発見時
等級

極大等級

重要度

研究達成度

SN 2011byIa山中4.26

4.28

14.2

12.9C

解析中

SN 2011dh(M 51)

IIb

山中

5.31

6.3

14.0

12.2

AA

観測/解析中SN 2011fe(M 101)

Ia

山中

8.24

8.25

17.2

9.8

AA

観測/解析中SN 2012Z

Ia-p

山中

1.29

2.3

17.6

14.5

S

論文化中

SN 2012aw(M 95)

IIP

上野

3.17

3.19

1513.5AA⇒B

解析中(SN2012au)

Ib

高木

3.14

3.22

13.8

13.0

A⇒AA

観測/解析中SN 2010jlIin

川端、上野

11.2

11.5

13.5

12.0

AA

解析中

SN 2012dn

Ia-p

山中

7.8

7.13

16.3

15.0

S

観測/解析中

観測依頼内容 : 可視分光 + 可視近赤外線撮像
明るければ、高分散分光(HIDES/11fe)、近赤外線分光(ISLE/11by)

A以上 : 論文化可S : 少なくともApJL

サイエンスの紹介
主に SN 2012Z + SN 2012aw、SN 2012au、SN 2010jl、SN 2012dn (超速報)
SN 2011dh、 SN 2011feについては次回連携会議にて報告するかもしれません。

観測から得られる超新星の物理Light CurveSpectrum
初期 (~a few weeks)

初期 (~a few weeks)

56Ni (6.07d)

後期( > 100-200d )thick

P Cyg profile
吸収線

初期 (~a few weeks) 外層

thin

輝線

輝線

56Co(~77d)

後期 ( > 100-200d )後期 ( > 100-200d )Si, S, Ca etc.
(for SNe Ia)

光球衰退

56Ni → 56Co → 56FeγγLight Curve (放射起源)～ 56Ni or 56Co 崩壊～ 56Ni 質量 (親星質量への制限)
Spectra → Line velocity
自由膨張のため v ∝ r→ 速度構造は膨張大気構造を示唆→ 爆発モデルへの制限

主系列or巨星?

白色矮星

明るい

Ia型 : 距離指標

Altavilla et al. 2004

ゆっくり減光✔ 明るいほど、ゆっくりと減光する (WLR)✔ WLRは、チャンドラセカール限界質量WDの爆発でよく再現される。
⇒ ところが、WLRに従わない全く特異な天体(=SN 2002cx-like)が存在

SN 2012Z in NGC 1309
(Peculiar Type Ia SN ; 02cx-like event)
Coordinates (ATEL 3900)
R.A. 03:22:05.35,
Decl. -15:23:15.6

LOSS(バークレーの観測チーム)によってV~18.0等で近傍銀河NGC
1309 (20Mpc) にて1/29に発見 (ATEL 3900)

5’ x 5’c3c4c2c1c5

SN02cx-like 05hkの極大1週間前のプロファイルによく似ている (ATEL 3901)
2/2 Swift/UVOTによるToO観測
V~15.5等
わずか3日で2.5等の増光⇒爆発直後！ (ATEL 3909)

極めて面白い天体！

5等星

FOV 15’ x 15’ (Red in DSS)

スペクトル可視光度変化
極大30日後まで観測できた
normalというよりは02cx-like天体に似ている(特に05hkによく似ている)
Iバンドで第2極大が無い⇒ 02cx-likeと同様

ただし、Mv~-16
異常に暗い(Mv~-18 ; 05kh, 02cx)

近赤外線光度変化
BVRIバンドと同様に、SN 2005hkに良く似ている。
第二極大は無い
より長い波長ほどより遅れる
02cx-like天体では初めてKsバンドの精度良い変化を追うことができた！
⇒ IRSFの密な観測
host extinction correction
Bolometric correction

色変化

やはり、normal より02cx-likeに類似 (host補正無し)⇒ host extinction の影響は極めて小さい⇒ 暗い絶対光度はリアルだろうSN 2002cx-like 天体における位置付け
SN 2012Z、ほとんどの観測的特徴はSN 2005hkに似ている。
⇒しかしながら暗すぎる絶対光度(Mv~-16)

12Z

WLR

12Z

光度: 56Ni⇒ 弱い爆燃波モデルでも説明不可？
⇒ 特異な爆発モデルか⇒ 今後、要議論
12Z
Narayan et al. 2011

今、最も論文化に力を入れている天体

Type IIP SN 2012aw in M95 (P.I.上野)
依頼内容①

爆発直後に見られるショックブレイクアウトの兆候を捉える ⇒ U,Bバンドでの観測で親星パラメータに制限②

プラトーフェーズからの56Co decay phaseまでの減光期の光度変化、スペクトルを取得して、外層の水素層の物理量に制限を与える

Type IIP SN 2012aw in M95 (P.I.上野)Uバンドのデータは得られなかった。⇒ ① ×
56Co decay phaseまで追うことはできなかった。 ⇒② △

Type IIP SN 2010jl (P.I.上野)
依頼内容①

2012年3月までのKanata/HONIR観測において見られた可視減光に付随する近赤外線増光をフォローアップしたい。⇒超新星におけるダスト生成に制限⇒JHKsバンドでの測光観測を依頼(主に、鹿児島大、西はりま天文台に依頼)②

同時に、H-alphaにおける非対称プロファイルの変化を追う観測(主に、京都産業大に依頼)

Type IIP SN 2010jl (P.I.上野)

鹿児島大1.0m望遠鏡でJHKsバンドでの密なデータが取得できた！⇒◎スーパーチャンドラ候補 SN 2012dn (PI 山中)

概ね、09dcと似ている?
8/1 – 8/4のKanata/HOWPol Bバンドで09dcより速い減光が見え始めた

Mv~-18 ?? 暗すぎる？？

今後の研究(論文化)タイムスケジュール個人案(PI山中の天体)
2012年秋12Z

2013年春

論文投稿？

12dn観測終了

11fe

観測
終了

11dh

2013年冬

観測
終了

論文投稿？

論文投稿???

論文投稿???

SN 2011dh、SN 2011feについては、まだ把握していない観測データもある可能性があり、不定性が大きいものと思われます。

SUMMARY• 光赤外線大学間連携事業において、7つの超新星についてToO観測を実施した。
• そのうち、3天体については爆発直後数日から観測することができた。
• データポリシーが不定であることと、あるモード
では連携内で全く観測不可である状況が生まれたことは今後修正すべき課題• 爆発モデルや親星の形態に制限を与えうる質が高く、国際競争に負けないデータを得ることができた。
• いくつかの天体については、すでに新規性を見出しており、論文化に移行していく。

Type Ib SN 2012au (P.I.高木)