Subaru PFS計画の進捗状況
高田昌広 (Kavli IPMU)

Jim Gunn	

David Spergel	

Michael Strauss	

Jenny Greene	Rachel Mandelbaum	

Robert Lupton	…	

Tim Heckman	

Chuck Bennet	

Rosie Wise	

Brice Menard	

Nadia Zakamska	….		

All Japan	

国際共同研究Olivier Le Fevre	Jean-Paul Kneib	….	
Yen-Ting Lin	

Tzu-Ching Chang	Lihwai Lin	

Wei-Hao Wang	

Raul Abramo 	….	
Laerte Sodre	….	

Richard Ellis	Judy Cohen	

Chris Hirata	

Mike Seiffert	

Olivier Dore	Dan Starn	

• 未だに参加したいなどの問い合わ
Lexi Moustakas	

せがある（PFSの魅力）• 国際共同研究の経験を積む絶好の機会（特に若い方！）• PFS成功という共通の目標のもと海外の研究者と協力・切磋琢磨Caltech/JPL/ASIAA	

Wide Field
Corrector*)67
Prime Focus Instrument

PFI74'!&NASA/JPL&AS

RotatorSpectrograph4'!&NASA/JPL

FiberConnector• A
Wide Field
Corrector
Correctoorrecto*)67+2#4USP/LNA

LAM/Princeton/JHU	 7.4&0  (CNRS)
&5"6&/27,35$(5&#15%-,5$Caltech/JPL	*)6
7
(AS)

Fiber Positioner
Cobra(from bottom)

仕様
Preliminary Design Review時で決定した仕様
Number of fibers

2400	

視野

1.3 deg (hexagonal-diameter of circumscribed circle)	

Fiber diameter	

1.13’’ diameter at center	

1.03’’ at the edge	Blue	Red	NIR	

380-650	

630-970 (706-890)	

940-1260	

Central resolving power	 ~2350	~2900 (~5000) 	

~4200	

Detector type	

CCD	

HgCdTe	Wavelength range [nm]	

•••
•

CCD	

Share WFC with HSC	4 spectrographs for 600 fibers each	

λ=0.38-1.26μm with 3 arms	

Now, a medium resolution mode (R~5000)
for red arm is our baseline design	Brief History	
• Janʼ12: 2010 Subaru UMでPFSの承認• …
• Marʼ12: Passed CoDR!
• Junʼ12: arXiv article on PFS science (submitted to PASJ)• Julʼ12: MOU among partner institutes• Augʼ12: 3rd collaboration meeting @Caltech• Octʼ12: SC approved medium resolution• Octʼ12: Requirements review• Detailed contracts being signed• Febʼ13: Passed Passed Preliminary Design Review (PDR)!
• Marʼ13: 4th collaboration meeting @Tokyo• Aprʼ13: NAOJ Review

From Arimoto-san’s slides	

PFS PDR, Feb 2013@Hilo	

4th PFS Collaboration Meeting, Mar 2013@Tokyo	

Science WGs & Mailing Lists	
• Cosmology WG: Masahiro Takada (IPMU), Chris Hirata(Caltech), Jean-Paul Kneib (LAM)	

• Galactic Archeology WG: Masashi Chiba (Tohoku U.), JudyCohen (Caltech)	

• Galaxy WG: Jenny Greene (Princeton), Kevin Bundy (IPMU),John Silverman (IPMU), Masami Ouchi (U. Tokyo)	

• AGN WG: Tohru Nagao (Kyoto U.), Michael Strauss(Princeton)	

• Mailing lists: pfs_survey@ipmu.jp (89 registrations as of Feb
27, 2012), pfs_cosmology, _galaxy, _agn, _ga@ipmu.jp 	

• Wiki page: http://sumire.pbworks.com	

興味のある方は高田までご連絡ください！

Science Objectives: Three Pillars• 宇宙論‒ HSC-Wideから選択した銀河を分光フォローアップし、約400万個の輝線銀河の赤方偏移を得る。BAO実験から、0.8<z<2.4の範囲で宇宙論距離を高精度で求め、ダークエネルギーの性質を探る。また、HSC重力レンズと組み合わせることで、よりローバストな宇宙論パラメータの制限を得る• 銀河形成・進化‒ HSC-Deepの領域から色選択した銀河の分光サーベイを行う。特に、近赤アーム、広い分光波長領域を活用し、銀河形成の激動期であるz~2までの銀河の大規模分光サーベイを行い、銀河の進化および形態の起源を調べる。また、
HSC広帯域・狭帯域フィルターで発見した3<z<7の明るいQSO・ライマン輝線銀河を調べ、宇宙の再イオン化の物理を制限する• 銀河考古学‒ 天の川銀河の約100万個の星の視線速度を測定する。位置天文衛星GAIA(2013年10月打ち上げ予定)のデータと組み合わせることにより、6次元位相空間での星集団の動力学構造を測定し、銀河のクラスタリング進化史を逆算的に求め、CDMモデルを検証し、暗黒物質の性質を制限する。また、約10万個の星の中分散分光サーベイを行い、α-元素の存在量を調べ、銀河の化学進化史も調べる。独立なサンプルとして、M31のサーベイも行う。

arXiv:1206.0737 Takada, Ellis, Chiba, Greene et al.	

PFS Cosmology	

PFS (8.2m: 100 nights) vs. BigBOSS (4m: 500nights)	

DE reconstruction	• The wide-z coverage of PFS+BOSS enables a reconstruction of DE densities
as a function of redshift → constrains a broader range of DE models	Ωde (z) =ρde (z ⊂ zi )3H 2 (z)8π G•No gap in redshift
0<z<2.4	•PFS can significantly
improve the accuracyof the reconstruction
due to the increased
z-bins	

•7% accuracy of Ωde(z)in each of z-bins	

•PFS+SDSS+Planckallows a detection ofdark energy up toz~2, for a Λ-typemodel	

PFS Galaxy Evolution Studies	
極めてユニークな分光銀河サンプルを提供

PFS Galactic Archaeology	Major Milestones	
• Feb 2013: PDR	• Apr 2013: NAOJ Review	– Received the reports/comments	

– Haven’t yet responded to the comments (working inprogress)	

• Various timing (from 2013): subsystem CDRs	

• Jul 2016: System integration, tests	

• Jun 2017: Operational Readiness Review	

• Jul 2017: First Light (engineering)	

Funding shortfall	• Baseline cost: about $70M	

• Contingency: $8.8M	

• Committed funds from members: $60.6M	

• About $20M short	• Clearly needs fund raising	– NAOJ support after NAOJ review	– Explore the way to reduce the cost (but not to increase
additional risk)	

– Additional partners (several groups show interest)	

– Additional grants/Private funds	Fund raising	• 科研費: 今年度の新学術(不採択)、今秋再度チャレンジのために調整中• 概算要求：東大から申請の予定• NSF grants: Mid-Scale Innovation Program(MSIP), $4-40M, 2-4課題採択の予定

MSIP	• Astronomy and Astrophysics Decadal Survey 2010 を受け、設けられたプログラム• 全ての天文分野• 4M-40M, Preliminary proposal 9月締め切り, (Fullproposal submission latter if invited), 2014年秋スタート,2-4課題採択予定• Princeton, JHU, Caltechが中心になりMSIPに申請の調整中‒ PFS側としては、5-10Mプログラムを申請予定(現時点では、MR開発、ソフトウェア・データベース開発)‒ NSFにとって魅力あるプロポーザルにしたい‒ PFS SSP以降にPFSすばる時間をLSSTコミュニティーにオープンすることを希望(合計50-100晩程度)‒ 林台長にLetter of Intent の送付を依頼。SACで議論中。

PFS: 絶好のタイミング	
2020	

2019	

2018	

2017	

2016	

2015	

2014	

2013	

2012	

2011	
WL	

HSC	
DES	

LSST?	BAO	SDSS/BOSS	

Euclid	PFS	WFIRST?	
GAIA	

Astrometry	すばるの戦略• HSC/PFS: 主焦点の特性を活かし、すばる望遠鏡が2020年代にもユニークな望遠鏡であり続ける ‒ just like
SDSS (2.5m) or CFHT(4m) vs. 8m tels now

Euclid(2019-)	

• 様々なシナジー‒ GAIA (2013)‒ Euclid (2019)‒ LSST (2018 or 19? - )‒ WFIRST (???)‒ TMT& E-ELT (???)

E-ELT & TMT	

熾烈な国際競争 	

DESI• 大規模撮像サーベイ計画を受け、大規模分光サーベイの必要性• HSC+PFS：
究極の地上サーベイ

Euclid/ESA

ngCFHTWFIRST/NASA

まとめ• HSC/PFSは、2020年代のすばるの戦略的装置• PFSサイエンスは非常に面白い、タイムリー• 昨年の光赤天連シンポ以降、様々な進展があった（PDR, NAOJ Review）• 中分散分光器(R~5000, λ=[706,890]nm)の仕様
はベースライン
銀河考古学研究をさらに強める• ただ、未だ資金が不足しており、最大の課題。
‒ 経費削減とリスク増加のバランス‒ 新たな共同研究パートナー‒ 外部資金獲得• 皆様、今後ともご支援のほどよろしくお願いしますDESI Whitepaper for Snowmass 2013
Snowmass process: DOE主導のサイエンス（物理）について、将来計画の展望のサマリー。5年毎の活動。その動きのなかのWhitepaperの一つ。

今週火曜日のarXivから