VEDA による VERA プロジェクト観測の解析結果報告2018 年 9 月 25 日
永山匠

VEDA と AIPS の比較結果と VEDA による年周視差の解析結果について報告する。VEDA と AIPS の比較
では、位相補償の位相差は σ = 2 度、位置差は σ = 30µas で、問題なく一致することを確認した。VEDA 解
析の現状把握と統一解析の課題の洗い出しため、10 天体を解析した。位相のフラグの導入で検出スポット数が2 倍程度増える場合があることがわかった。距離 3 kpc までの視差であれば、容易に測定可能であることがわかった。

1

背景VERA では、2022 年までに銀河系内メーザー源約 200 天体の年周視差と固有運動のカタログ (VERA カタログ) を作成予定である。2018 年までに 125 天体の視差が測定された。しかし、これらの視差測定には• 統一した解析ではない。
• 2022 年時点での最新の解析手法を用いて再解析する必要がある。の課題がある。これらの課題の解決のため、専用解析ソフト VEDA を用いた解析が必要である。VEDA による統一解析に向けて、今回は AIPS との比較による VEDA の性能評価と多数天体の解析を行った。

図 1: VERA/VLBA/EVN で測距された銀河系内メーザー源 196 天体の分布 (2018 年 7 月現在。VERA 単独
では 125 天体)

1

2

VEDA 解析の流れ
VEDA の解析の流れは以下の通り。
• VERA getdata: データ取得• VERA integ: 参照源の周波数・時間方向の積分• VERA Ampcal: 振幅・バンドパスの補正• VERA fringe: 参照源のフリンジサーチ• VERA selfcal: 参照源のセルフキャリブレーション• VERA Doppler: メーザーのドップラー補正• VERA refringe: メーザーのフリンジサーチ• VERA flagref: データのフラグ• VERA mapping: メーザーのマッピング• VERA Findspot: メーザーの同定• VERA fin: 解析結果のプロットのまとめを作成
これらをまとめて解析する VERA Pipline がある。パイプラインを用いると 3 回のコマンド入力と 1 回のパスワード入力で、最終結果の位相補償されたメーザーの位置が得られる。パイプライン化により解析手順の大幅に簡略化され、2017 年 7 月より水沢運用グループ (普段 AOC/相関処理を担当するグループ) が解析を担当している。1 観測当たり約 8 時間で終了する。
最新のキャリブレーションデータを用いて再解析する場合は、解析済みのデータを使用し、一部のタスク(fringe, selfcal, refringe, flagref, mapping, Findspot) を実行すれば良い。再解析は 1 観測当たり約 4 時間で終了する。

VEDA は国立天文台天文データセンター (ADC) の共同利用計算機 (多波長データ解析システム) で使用できる。複数の計算機を使用すれば、複数の観測をパラレルに解析可能である。

2

2.1

フラグVERA flagref では refringe の RFRG ファイルから flag ファイルに書かれた時間帯を削る。現状 flag ファイ
ルには下記 2 つの時間帯が書かれている。

• ∆ sec Z ≥ 0.1 の時間帯 (∆ sec Z = 0.1 は位置誤差 0.1 mas 相当、図 3 の 12-13h の位相が暴ける時間帯)• EL Limit UP (EL≥ 85 deg) の時間帯
フラグの効果は以下の通り。

• 位置は 100µas 程度変わる (改善？、VEDA と AIPS で一致するようになる)。図 1 参照。
• 位相補償マップのダイナミックレンジが上がる。
• 検出スポット数が 2 倍程度増える。図 2 参照。

図 2: r17324b ORI-KL 513CH の位相補償マップ。左がフラグ無し。右がフラグ有り。フラグの有無で位置は(0.121, 0.040) mas 変わる。Peak intensity は 1.13 倍変わる。フラグ無しは赤経方向にやや伸びているが、フラグ有りではこれが無くなる。

35NFLAGFLAG30Nspot

25201510501234567Epoch89101112図 3: J1912159 の 12 観測のフラグ有無による検出スポット数の違い。青がフラグ無し、赤がフラグ有り。検出スポット数は VERA Findspot で判定された数。

33VEDA と AIPS との比較

3.1

位相r17324b 観測の VERA refringe の位相 (参照源 fringe、参照源 selfcal、2 ビーム、遅延追尾の全ORI-KLての補正を適用後の位相) を図 3 に示す。全ての補正が完璧に成功した場合、この位相はメーザースポットの位置と構造の情報のみを示す。VEDA と AIPS で位相の振る舞いは一致しており、系統的なオフセットは無い。
位相差は平均で 2 度以内、標準偏差で約 10 度である。
同じデータで同じ熱雑音のため、本来は位相差はより良く一致すべきだろう。今回の比較は、積分時間は同じだが、ソフトの都合上、積分区間 (開始と終了) は同じではない。区間内に含まれる熱雑音が異なるため、どうしても熱雑音分のゆらぎは現れる。
R17324B MZ-IR

R17324B MZ-OG0-90

180AIPSVEDA

900-90-180

12131415 16 17
UT (hour)1819201314

R17324B IR-OG

181920120-90-1801415 16 17
UT (hour)

18

19

AIPSVEDA

900-9020

1314

R17324B MZ-IR

15 16 17
UT (hour)1819-60
1415 16 17
UT (hour)

1819avr: 0.5 deg std: 7.0 deg
0-30
131415 16 17
UT (hour)1819-60
15 16 17UT (hour)

18192018

1920

1819200131415 16 17
UT (hour)R17324B OG-IS60avr: -0.5 deg std: 11.7 deg

30
0-30-60

1420-30
12∆phase (degree)∆phase (degree)

0-30

19avr: -1.3 deg std: 12.8 deg

R17324B IR-IS

avr: 1.3 deg std: 6.1 deg

1830

2060

30

15 16 17
UT (hour)-60
12R17324B IR-OG

1314R17324B MZ-IS

30

2060

121360-60
1320012∆phase (degree)∆phase (degree)

0-30

19-90

R17324B MZ-OGavr: -0.8 deg std: 4.6 deg

18AIPS
VEDA

90

2060

30

15 16 17
UT (hour)

-180
1260

1214

R17324B OG-IS-180
1313

180
phase (degree)

AIPS
VEDA

120-90R17324B IR-OG
phase (degree)phase (degree)

15 16 17
UT (hour)

180

90

AIPS
VEDA

90-18012180∆phase (degree)phase (degree)

AIPS
VEDA

90-180∆phase (degree)

R17324B MZ-IS

180
phase (degree)phase (degree)

180

avr: -1.9 deg std: 12.9 deg
300-30-60

12131415 16 17
UT (hour)1819201213

1415 16 17
UT (hour)

図 4: AIPS と VEDA の位相補償後の位相 (ORI-KL r17324b)。上段 6 つの赤が AIPS、青が VEDA。トラッキングセンターからのずれ (X, Y ) = (2.3, −2.5) mas 分の位相変化が見える。UT12-13h は EL≤20 度の低仰角のため位相変化が激しい。下段 6 つが AIPS−VEDA の差分。左上の数字は平均値 (avr) と標準偏差 (std)。

4

位置

3.2

VEDA と AIPS で位相のキャリブレーションは一致することを確認した。また、UV は少なくとも 7 桁は一致することも確認した。通常、同じ位相、同じ UV を使用しイメージングした場合、同じ位置になるはずである。

ORI-KL の年周視差と位置の比較結果を図 4 に示す。VEDA と AIPS で位置は σ = 30µas で一致することを確認した。この比較では、位相が暴ける ∆ sec Z ≥ 0.1 の低仰角のデータを省いている (前述のフラグを参照)。
赤緯方向に約 70µas とオフセットの大きい 1 観測目は 1 チャンネルに 2 スポット、4 と 5 観測目は石垣島抜
きの 3 局の観測である。複雑な位相や変わった UV の場合は、オフセットが大きめに出る傾向がある。

ORI-KL05h35m14.1278s -05d22’36.529"
VEDA

π = 2.461 ± 0.033 mas

π = 2.459 ± 0.029 mas

AIPS-VEDA(µx, µy) = (0.011,-0.014) mas(σx, σy) = (0.069, 0.099) mas(σx, σy) = (0.060, 0.123) mas(σx, σy) = (0.023, 0.034) mas

220-2-4-4-6-62017

2018

2017

Year0.1
0-0.1
2017

-2
Offset (mas)Offset (mas)0Offset (mas)Offset (mas)

AIPS

2018
Year2018

0.1
0-0.1
2017

2018
Year

図 5: AIPS と VEDA の年周視差と位置の比較 (ORI-KL)。左が AIPS、中央が VEDA、右が AIPS-VEDA の位置の差分。黒色が赤経方向、灰色が赤緯方向。

3.3

VEDA-AIPS 比較時の注意点• VEDA と AIPS で電離層補正の方法が異なる (VEDA は位相のみ、AIPS は遅延と位相の両方を補正)。
今回の試験では、AIPS の補正方法に統一している。また VEDA は電離層ファイル読み取りの時間間隔が 2 時間のままである。2012 年より 1 時間なので更新する必要がある。

• VEDA と AIPS で周波数・速度の割り当てが異なり、1 チャンネルのオフセットがある。
• AIPS の位相補償イメージの原点に注意する。原点はイメージファイルのヘッダーに記載されており imhで確認できる。imsize 2048 2048 の場合、原点は (X0, Y0) = (1024, 1025) pixel である。

5

VEDA による年周視差の解析結果

4

表 1 の 10 天体の視差と固有運動を測定した。図 5, 6, 7 に視差と内部運動を示す。結果は以下の通り。

• 固有運動 (内部運動) 測定と 3 kpc 以内の視差測定は、FindSpot 結果を並べるだけで良い。これで位置精度 σ = 100µas と視差精度 10%が概ね達成される。
• 3 kpc より遠い視差測定は、Tsys、2 ビーム位相較正、fringe 結果、位相補償マップなどを精査し、使用データや観測を選択する必要がある。
BX-ERI は 1 スポットのみの検出のため、内部運動の図は無し。I23385 は 1 年通しで検出されたスポットが無いので、数値より精度は悪いことに注意。
表 1: 天体リスト
NoNameα(J2000)

δ(J2000)πµα cos δµδ

vLSR

(mas)

(mas yr−1 )(mas yr−1 )(km s−1 )12V637-PER
BX-ERI

03h54m02.2604s
04h40m32.7762s+36d32’17.883”−14d12’02.710”

0.953 ± 0.024
2.116 ± 0.105−0.17 ± 0.29
6.90 ± 0.38

−0.51 ± 0.20
−10.42 ± 0.23

−97.2 ± 1.0
0.3

345I06190
W-LEO
HS-UMA06h21m47.5742s
10h53m37.4325s
11h35m30.6878s+10d39’22.811”+13d42’54.367”+34d52’04.006”

0.217 ± 0.035
0.773 ± 0.240
2.816 ± 0.095

0.27 ± 0.07
−8.17 ± 0.29
−11.49 ± 0.25

−0.13 ± 0.15
−8.09 ± 0.31
−9.97 ± 0.43

35.9 ± 0.3
46.7 ± 0.2
1.8 ± 0.3

67

U-CVNG357.967

12h47m19.6100s
17h41m20.2552s+38d22’30.500”−30d45’07.354”

0.911 ± 0.031
0.356 ± 0.055−2.55 ± 0.14
−3.78 ± 0.09

−3.26 ± 0.18
−6.91 ± 0.13

−24.0 ± 0.3
21.3 ± 4.08910J1912159
J2035098
I2338519h12m15.7930s
20h35m09.1650s
23h40m54.5100s+10d07’53.085”+41d38’20.260”+61d10’28.100”

0.192 ± 0.031
0.258 ± 0.022
0.077 ± 0.025−3.61 ± 0.12
−2.95 ± 0.14
−2.70 ± 0.14

−6.96 ± 0.14
−4.67 ± 0.24
−1.18 ± 0.31

57.0 ± 0.6−4.2 ± 0.7−52.6 ± 1.16π = 0.953 ± 0.024 mas

V637-PER

V637-PER

4400Decl. offset (mas)Offset (mas)Decl. offset (mas)

-90

30

20-1-220-9310-960-10-99

1 mas/yr-20-2-40-2

LSR velocity (km/s)

12016

202017

R.A. offset (mas)YearBX-ERI

π = 2.116 ± 0.105 mas

100-10 -20
R.A. offset (mas)-30-40

BX-ERI2

Decl. offset (mas)Offset (mas)Decl. offset (mas)1020-2-20.2

0NO IMAGE

0-0.2

-1-4

LSR velocity (km/s)

0.4

2

4-0.4
-4-6
2016.5-2

R.A. offset (mas)Year0
1
R.A. offset (mas)I06190π = 0.217 ± 0.035 mas

I06190202017-2

2017.5

-1

2

10.2

120-0.2

-0.4

-0.6

-0.5

36.5

80

3640
35.5

LSR velocity (km/s)

Offset (mas)Decl. offset (mas)0Decl. offset (mas)00.5

00.4 mas/yr

35-0.8-0.580

2018

400-40-1

2017

R.A. offset (mas)Year

R.A. offset (mas)W-LEO

π = 0.773 ± 0.240 mas

W-LEO

-80

-175-150

1-185

Decl. offset (mas)

0Offset (mas)Decl. offset (mas)

-160

-1

46.8-170

46.5-180-190-2-190-195-75-80
R.A. offset (mas)

-85

2018

2018.5

0.8 mas/yr-60-70-80-90

R.A. offset (mas)Year

図 6: 視差と内部運動

7-100

46.2

LSR velocity (km/s)

47.1-180π = 2.816 ± 0.095 mas

HS-UMA

HS-UMA
82033Decl. offset (mas)

0Offset (mas)Decl. offset (mas)2.40-10-3

01.8-4-20

1.2-8-6

LSR velocity (km/s)

4101 mas/yr-30

0.6-12-9R.A. offset (mas)

Year

40
R.A. offset (mas)U-CVN

π = 0.911 ± 0.031 mas

U-CVN

100-102016

1220178-4108112

10496

Decl. offset (mas)Offset (mas)-198-2491-24.4-28492-24.8-3-64-68

Year-70-77R.A. offset (mas)

π = 0.356 ± 0.055 mas

G357.967

2016

R.A. offset (mas)G357.967
220

0.5 mas/yr

2017-56

2018-63-84

190

1200
0212

60
Decl. offset (mas)Offset (mas)Decl. offset (mas)216-1-2

800
30
400
00208

2 mas/yr

LSR velocity (km/s)

Decl. offset (mas)100-23.6

105

0-30

-3-400204
320316312

2017

4000-400

Year

R.A. offset (mas)

π = 0.192 ± 0.031 mas

J1912159

R.A. offset (mas)J1912159

-60
800

2018

0.462

1680.26000400

160-0.2-0.4

58

200

560-0.6

1 mas/yr-200-0.8

156-32-36

R.A. offset (mas)20174002018

2000-200

R.A. offset (mas)Year

図 7: 視差と内部運動

8-400

54

LSR velocity (km/s)

Decl. offset (mas)164
Offset (mas)Decl. offset (mas)60

LSR velocity (km/s)

1π = 0.258 ± 0.022 mas

J2035098

J2035098

0.4
40-1

120
0.2

3634

Decl. offset (mas)Offset (mas)Decl. offset (mas)0-0.2-0.4

90-360-4-530-0.6

32LSR velocity (km/s)-238-60-0.8

1 mas/yr-730-1
R.A. offset (mas)Year6030
0R.A. offset (mas)I23385π = 0.077 ± 0.025 mas

I233858642

2017902018-30-45

0.1

30

1.5

Decl. offset (mas)Offset (mas)Decl. offset (mas)

1-0.1

0.5
-0.2

0-51-30-54-60-57
1 mas/yr

0-90-0.3
0.5

0R.A. offset (mas)

-60
2017

15020181209060

R.A. offset (mas)Year

図 8: 視差と内部運動

930

LSR velocity (km/s)-4805結論
今回の AIPS との比較や多数天体の解析で、VEDA の解析に問題が無いことが確認された。2022 年の VERA

カタログの作成は VEDA による統一解析で行うだろう。

10