2016/9/7

ISLE搭載・YJフィルターの導⼊と⼩惑星の近⾚外分光観測⻑⾕川直 (ISAS/JAXA)
⿊⽥⼤介 ，柳澤顕史(OAO/NAOJ) ，
⾅井⽂彦(神⼾⼤学)

YJフィルターの導⼊⽬的とその仕様• ⼩惑星の反射スペクトル取得⽤に近⾚外域を全域をカバーする必要性があった。
• ISLEにはすでにHとKバンドを連続的にカバーできるフィルターが搭載されていた。
• よって、短波⻑領域のY・Jバンドあたりを連続的にカバーできるフィルターの導⼊を⾏うことを検討した。
• 透過範囲・透過率・納期・価格の観点から、YJフィルター⽤にSpectragon社製のSP-1900nmというフィルターを購⼊した。

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YJフィルターの透過特性• 上図• ISLE低分散分光⽤のYJフィル
ターとHKフィルターの透過特性。双⽅とも室温。
• YJ・HKフィルターの２つを⽤いれば0.95-2.5µmまでのスペクトルを連続的に取得可能になった。

• 下図• YJフィルター透過特性とYJフィルターで得られた天体シグナル。凸凹の位置から判断して、ISLE動作温度環境下では室温から6nm短波⻑側にシフトしていると考えられる。

J/H bandK/H bandYJ/H band

HK/H band

Ks/H band

YJフィルターのフラット特性• 各フィルターとのフラット特性の⽐較• Hバンドの撮像画像と各バンドの撮像画像⽐較して、１％以内になっていることがわかる。

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HK filter

YJ filter

1.3µm

YJフィルターで取得される分光画像

2.5µm• 左図：YJ, 右図：HKY & J band

• ISLEの低分散はH・K部分が1次光, Y・J部分が2次光になる。
よって、 YJ分光の場合、橙の点線部分で波⻑が切り替わる。
• YJフィルターの透過範囲が１オクターブ以上あるので、切り替わり部分（橙点線部分）で、1次光と2次光が混じっている領域がある。

K band

1.0µm1.7µm

1.7µm

H bandH band

1.5µm

1.5µm

13722.3 1000

YJ分光のラインマップ (Ar)9660.4 1010472.9 300

IRAFのラインリストですが、Arは1.1µm以下の波⻑の短いラインが載っていないので、
http://www.subarutelescope.org/Observing/Instruments/IRCS/grism/lines/Ar_0.79-4.05.dat と、僅かに
http://www2.keck.hawaii.edu/inst/nirspec/data/argon-nirspec.lisから参照しました。

H band side

13507.9 1000
13626.4 400

13234.5 200
13276.3 500
13316.8 800
13370.8 1000

12960.2 500
13011.8 200

12705.7 100
12806.2 200

12459.5 100

12115.6 150

12346.8 30

12029.9 211491.2 12011396.8 811081.9 1010883.9 510953.7 511671.9 200
11722.7 1010676.5 100
10335.55 #Ar 3900

9787.2 5?

18432.8 109356.8 317449.7 1116744.6 915904. 1016524.4 30

15904. 1015993.9 25

17919.6 40

15050.6 100
14654.3 30

15176.8 2515306.1 40

14097.5 150
14260.8 1313914.4 50

12442.7 300

16945.2 500

Y, J band side3

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H band side

IRAFのラインリストですが、Xeは1.05µm以下の波⻑の短いラインが載っていないので、
⼀部
http://www2.keck.hawaii.edu/inst/nirspec/data/xenon-nirspec.lis
から参照しました。

9925.92 #Xe 1080000

9802.38 #Xe 525000

YJ分光のラインマップ (Xe)13335.5 #Xe 1200?

12626.8 2500

12238.6 200

11745.5 300

11088.3 300

10898.3 120

10530.8 120

10709.7 5010253.88 #Xe 19500

9687.98 #Xe 105000

18793.2 500

9515.99 #Xe 225000

17330.5 1500

16732.6 2000

16057.7 500

15422.6 2000

13660.8 3000

14146.2 2000
14244.8 600

14736.8 5000

10841.3 1000

Y, J band side

YJフィルターの観測で得られるシグナル• 上図:透過特性, 下図:実際に得られた⼩惑星のシグナル• YJフィルターは実際には1次光の1.35-1.84µmの光と2次光の0.95-1.35µmの光が分離して得られる。
• 2次光のYJ側の回折格⼦の効率と1次光のHK回折格⼦の効率を⽐較すると、波⻑分解能と2次光側の効率の関係で、YJ側で得られるフラックスはH側と⽐べると低い。

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Hバンド側を短波⻑として解析

YJフィルターの重なり部分• 上図：短波⻑側, 右図：⻑波⻑側• 下図で、YJ分光で実際に得られるシグナ
ルは橙線だが、HK分光で実際に得られたシグナル（紫線）にYJフィルターの透過率をかけるとYJフィルターで得られる⻑波⻑側のみのシグナル（⻩⼟⾊線）が⾒積もれる。
• 太陽類似星で考えた場合に、短波⻑側の光は⻑波⻑側の光と⽐べて1.9µm(0.95µm)で10倍、1.94µm (0.97µm)で100倍になる。
• ⼩惑星のスペクトルの場合は、0.951.84µmあたりがYJフィルター分光の使⽤可能範囲と考えられる。

YJバンド側を⻑波⻑として解析

YJフィルターの観測例:
⼩惑星の観測１• 上図:2⽉観測, 下図:4⽉観測• 0.95-2.5µmまでの⼩惑星の反射スペクトル(⼩惑星÷太陽類似星)が取得できた。
• 下図の天体【476 (V:13.2等, AM=1.3), 42(V:10.8等, AM=1.3), 128(V: 11.8等,AM=1.3)】は上図の天体【 94 (V:12.8等,AM=1.3), 127 (V:12.4等, AM=1.1), 423(V:12.5等, AM=1.1】よりも、J-H, H-Kバンド間のスペクトル取得がうまくいっていない。
• J-H, H-Kバンド間のスペクトル精度はエアマスが効いていることが推察される。

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YJフィルターの観測例:
⼩惑星の観測２• 図:過去観測結果との⽐較• 過去に観測が⾏われている２天体のスペクトルを⽐較したが、過去の観測結果と⽐較して、OAO/ISLEの2.5→1µmのスペクトルの精度は数％以下で⼀致していることがわかる。
• ⼩惑星ならV=13.0等より明るい天体なら、ISLEで数％精度で0.95-2.5µmまで(但し、J-H,H-Kバンド間の⼤気吸収の激しい箇所は除く)の反射スペクト
ルが取得可能。

YJフィルターの使⽤にあたって• YJフィルターはユーザー持ち込みフィルターなので、共同利⽤で使⽤時には、下記のようなお願いをしております。
1. 共同利⽤で使⽤される場合は⼀応⻑⾕川までご連絡してください。
• 使⽤許可とかでなく、単に誰が使ったか知りたいだけです。

2. 論⽂執筆時には諸所の事情で下記のような謝辞を書いていただけると幸いです。下記に例⽂２例挙げます。どちらかで良いです。
• This study was partly supported by the Hypervelocity Impact Facility, ISAS,JAXA .
• This study was partly supported by ISAS/JAXA in collaboration with theHypervelocity Impact Facility.

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