銀河系中心領域現状報告

小林(p) ：PI
本間(Ap) ：Sgr A*
小山、宮崎（PD) ： SgrB2、RCW142、CMZ（2度以内）
松本（D1) ：Bulge

VERAUM 08/10/10

サイエンスターゲット（Sgr A*近傍）• 固有運動と距離 （Sgr A*、Sgr B2）
R0, θ0 : fundamental constants＋α flux & image monitor（宮崎）, etc• Sgr A*の特異運動： Binary？、Dark Mass？
・Sgr A*の固有運動計測以外の方法により θ 0 を計測し比較（精度 10 km/s以内必須）
・太陽運動精密計測（ 5 km/s以内）
・ Sgr A*とは独立に銀河系重心の運動を計測し比較（銀河系中心星団）

銀河系中心部動力学• RC• OLR, ILR（X2) SgrB2• A pair of arms?
• CND
• CMZ
•質量降着（中心星団、SMBHの起源？）Bar(数kpc）→bar(数100pc)→nucleus(数10 pc）

Burton et al• 分子雲との比較 （ALMA）• 速度分散方向依存性（距離、年齢）•Sun

Sawada et al. 2004

Blitz et al. 1993

ガスではなく星の運動から計測！ 中心への質量降着

銀河中心領域（星形成メーザー源）• Sgr D（~10Jy、100 pc）• Sgr B２（~100Jy、100 pc）• Sgr B1（0.3 Jy、100 pc）• Sgr A east（0.4 Jy)• M-0.13-0.08（1-2Jy）（20 km/s 分子雲）

1度 150 ｐｃ

銀河系中心SiOメーザー分布

2.2度
約300個＠2.5度以内

約180個＠0.25度以内 約124個＠-10<l<15deguchi、Sjouwerman et al 2004

Deguchi et al 2004

Deguchi et al 2000

･ 0-0.3°(switching or In beam, maserreference）･ 0.3-2°（VERA)
mini spiral (2 pc)
CND(3-10 pc)
CMZ(～300 pc、2度以内)
Bulge（～1kpc）

銀河系中心領域
VLBI電波源分布
1745-283（系外電波源）

Sｇｒ B2（ 0.6667 -0.0362）
1748-291（系外電波源）
OH0548-0059（Super Giant)

RCW142（ 0.5545 -0.8500）（大質量星形成領域）

Sｇｒ A
1度 150 ｐｃ
半径0.3度（VERA最小離角） from Sgr A*
半径0.3度（VERA最小離角） from Sgr B2
半径 1度

銀河系中心観測（本間）• Sgr A*
固有運動は検出、ＶＬＢＡ(Reid et al.)とconsistent
視差は難しい（感度、低仰角）• Sgr B
銀河回転＋特異運動？
(preliminary …)

初期ターゲット（Sgr B2）• 三角視差 （銀河系中心までの距離指標としても重要）
IAU
8.5kpc（平均）→ 8 kpc（Reid 1993)（極近傍星の軌道） → 7.92 kpc(Eisenhauer 2003）→7.62 kpc(Eisenhauer 2005)→8.6±0.3 kpc（2005 Kech)→7.39±0.22 kpc（2006 VLT)、7.36±0.21Kpc（2006 Keck)（Red Clump星）→7.53±0.45 kpc （Nishiyama 2006)（極近傍星の軌道） →8.0±0.6、8.4±0.4 kpc（Ghez et al 2008）（Reid 2006年9月よりVLBAでparallax測定開始）• 統計視差（Sgr B2 N,M,S 比較）
過去の観測 Sgr B2（N）(7.1±1.5kpc） Reid et al 1988

• Sgr B2の固有運動を計測⇒Sgr B2の銀河系中心での位置、回転運動計測（テストケース）（c.ｆ 、XRN SgrA*の過去の活動性、ILR、X2軌道）

微弱連続波電波源（J1745-28)検出成功（maser reference、r05289am）••••

メーザーをレファレンス
連続波14IF使用
アプリオリ再計算適用（Peak Flux 1.3倍）
20-30 mJy 微弱連続波電波源（J174528）

課題• QSOペア or 両ビーム検出ペアで確認要• Delayの許容精度• 微弱天体解析手法の検証･クロージャー位相による構造確認不可（クリーンコンポーネントどこに置く？）･天頂大気残差サーチ時、位相参照不可

16 mJy/beam、 31 +/- 5 mJy 15

絶対固有運動の検出に成功
Sgr B2M（Vlsr 60 km/s spot)
R.A： - 0.43 ±0.6 mas/year
Dec : - 9.75 ±0.8 mas/year
Sgr A*（Reid et al. 2004）
R.A: - 3.151±0.018 mas/year
Dec: - 5.547±0.026 mas/year⇒円運動を仮定すると、銀河系中心より奥に存在する事を示唆（従来、7.1 kpc±1.5kpc）☆内部運動の影響を取り除き、重心の運動を導く必要あり

Sgr B2M（1beam Map)
r05289 sgmx arcsec y arcsec Vlsr(km/s)
1686.4-541.6109.3
2688.8-541.6104.3
3633.6282.4
87.8
4-208.8
11.2
80.2
5317.6-451.277.7
6858.4-213.675.2
7-243.2-13272.2
8869.6-212.869.7
9-243.2-13270.5
1013.6-332.8
68.9
11
2000.8 -1663.2
66.3
12-146.4-295.265.1
13654.4
192
65.5
1400
60
15
584.8 -1142.4
57.5
16612
-180
54.5
17455.2-857.6
53.7
18-124.8
756.8
54.1
19608
-708.848.6
20-816 -1449.6
34.3
21603.2-698.4
31.3
220.8
185.6
30.5

内部運動（Sgr B2M)
Sgr B2 maser internal proper motion results
obtained from r05289, 06032, 06111
ID

V_LSR
X(max)Y(mas)Vx
Vy(max/yr)epoch
109.3-0.7354.002
0.351-0.57887.8-1.1364.465-0.0930.264
80.2-1.2424.622
1.973-0.40969.7-1.2894.826-0.126-0.066
69.7
0.518
5.435
-0.148-0.97
70.5-1.243
5.014
0.647
0.659
68.9
-1.377
4.36
0.277
0.031
66.3
-1.351
4.152
00
65.1
-0.8974.823
0.519-0.596
57.5-1.2534.616
0.308-0.19253.7-1.547
4.895
-0.35
0.415
54.1
-1.22
4.625
0.399
-0.50434.3-0.9274.662-0.008-1.00360
0.637-0.938Vx(mas/yr)Vy(mas/yr)
mean proper motion
0.313286 -0.27764
123456789
1011121314

statistic distance
σ_V
stdev
18.05919 km/s
3.812071 AU/yr

σX
3333333
3333
33

σY
0.003
0.012
0.11
0.056
0.092
0.032
0.005
0.052
0.003
0.009
0.227
0.007
0.055

σ_X
σ_Y
σ_XY
0.570788 0.524517 0.548141 mas/yr

0.038
0.007
0.07
0.09
0.043
0.077
0.042
0.029
0.049
0.004
0.076
0.014
0.046

D (kpc)6.95 (+/-)

estimated error (1/sqrt(N)1.93 kpc

Mean Proper Motion： R.A 0.31 mas/yDec. –0.28 mas/yStatistic Distance ： 6.95 ±1.93 kpc

Sgr-B2N-J1745-28
位相補償成功（r05289an)

J1745-28 using SgrB2N（newdap）

J1745-28 using SgrB2N（fxcalc）

位相補償失敗？(r06032bn)

J1745-28 using SgrB2M（newdap）

J1745-28 using SgrB2N（fxcalc）

r06111bn①②

r06136an①②

Absolute Proper Motion（SgrB2-N 68 km/s）②②①②②②①②R.A -0.511mas/y
Dec -15.549 mas/y

R.A 0.73 mas/y
Dec -12.374 mas/y①①①①R.A 1.423 mas/y
Dec -7.045 mas/yJ1745-28 visibility phases after phase referencing
Which model is truth? (R06111bn)

Model: Below Componet（1st peak）

Model： Upper Component

Summary• 位相補償イメージ分散、位置オフセット- レファレンスメーザーの構造変化- Data Flaggingの方法検討- apr再計算テーブル調査（msec、μsecの異常値）- UVW再計算要？
- QSOペア、測地観測による補正、検証• 今後の方針- １beam解析はsystem velocity導出のみに用いる- Sgb-2Nの位相補償解析検討（他のスポット、）•Fxcalc再計算テーブル調査（msec、μsecの異常値）- Calibrator に多い（フリンジ検出できなくなる）- まれにターゲットでも起きる（μsec)- 同じスケジュールの場合エポックが異なっても同じ場所で起こる

R06205B（Bbeam）

R06205B（Bbeam）

RCW142-J1745-28（SgrB2M）
Motivation（Technical）• 銀河系中心レファレンスメーザー• Sgr B2M、J1745-28をターゲット-Maser-Maserアストロメトリのテスト

Motivation（Sci)• 距離不確定性除去
2 or 18 kpc（OH-maser）Forster et al. 1999
9.1 kpc （methanol Maser) Walsh et al. 1997,Buizer 2005•

A bipolar flow+ring or disk model needed
An early expansion phase (Forster 1990)

RCW142
観測状況• R06301A アプリ再計算異常• R06341C• R07019B• R07097A（OG雨）• R07134B• R07257A（OG アンテナトラブル）• R07356B（IRK ODSエラー）• R08063B• R08155B 相関処理未J1745-28: after PR
R06341C

スペクトルの変化

Ｒ０６１３６A

Ｒ０６０８１C

R0７０９７B

R06341C

R0７２５７A

R0８０６３B

J1745-28（after phase referencing)
19.5 km/s componenｔ ref

R07019B

R07097A

R07134B

J1745-28（after phase referencing)
19.5 km/s componenｔ ref

R07257A

R07356B

R08063B

Visibility Phase（R06341C, R07019)

Summary• 位相補償イメージ分散、位置オフセット- レファレンスメーザーの構造変化- Data Flaggingの方法検討- apr再計算テーブル調査（msec、μsecの異常値）- UVW再計算要？
- 離角依存性（SgrB2- J1745=0.3度、RCW-J1745=1.1度）- QSOペア、SgrB2M、測地観測による補正、検証• 今後の方針- Sgr B2同様解析手法の確立- 観測頻度上げる（まだ手探り状態で本格観測でない）

Fringe Check
SiO Maser
Motivation••

Reference Maser Survey(within 3 deg from Sgr A)
Targets : Deguchi et al. 2000, Sjouwerman et al 2004 、2Jy 以上 30天体程度• Obs : R07297A、R08113A実施• Results : OH0548-0059 検出（３０Jy）、 SG

H2O Maser
Motivation• CMZ、CND領域（銀河面上）• Target ： SgrD、 SgrB1、SgrA East、M-0.13-0.08• Oｂｓ ： R07307A、R08112A• Result ： Sgr D検出（１０Jy）
Continume： VLBA Calib Source 2/64 （松本）リファレンス候補天体のQ-band FCの結果• r07273c/r07288b/r07297b

2/64天体検出

銀河中心領域（星形成メーザー源）• Sgr D（~10Jy、100 pc）• Sgr B２（~100Jy、100 pc）• Sgr B1（0.3 Jy、100 pc）• Sgr A east（0.4 Jy)• M-0.13-0.08（1-2Jy）（20 km/s 分子雲）Sgr D-J1745-28
Observations
•
•
•
•
•

R08046C（座標づれ）
R08088C（座標づれ）
R08111B（座標づれ）
R08148A（相関処理時修正）
R08187A（観測時修正）

Results
１）フリンジ全基線検出
２）VLAで計測された位置と異なる？（100秒程度）→単一鏡観測にて計測済み
３）3 epoch目から修正し観測実行中

OH0548-0059 －J1745-28, Sgr A*Motivation••

SiO Maser reference astrometry
Super Giant（Lindqvist 1992）

Observations• R08031C（石垣ODSトラブル）• R08100C（入来雨）• R08147A（未相関）

Results
１）MIZ－OGA、IRK-ISG基線のみ検出
２）自己相関 40Jy
→VERA単体でreferenceとして用いるのは困難？
鹿島、野辺山、KVN or 他のソース

J1745-28、Sgr A* FS（43GHz)

R08100C
入来雨

J1745-28 SgrA*

NRAO530

R07073 全局晴れ、SgrA＊

Sgr A, B2、銀河系中心領域の課題
参照源、対象天体のFluxが低い･Sgr A*でも。。。（分解、0.7mas＠Q、 3mas＠K）･系外参照源も弱い 100 mJy以下･メーザーSgrB2、RCW142以外はほとんど１Jy程度以下、（SiOメーザーで参照源になるようなものはなし）
１）Maser（Sgr B2, RCW142)を参照源とした相対VLBI観測手法確立（AIPS）
バンド幅合成２）鹿島、野辺山、山口、筑波、KVN等の短基線追加
基線 Image（＃５記録等）(mJy) (mJy)
３）広帯域、高感度観測（桁でなく、ファクター！） K（maser)
500
5 hour 0.1 MHz
感度2/4倍@K/Q =50 mJy：連続波
感度2倍@Q=300-600 mJy：メーザー（超高速サンプラー、光結合（＃５含む）、高密度記録、高感度受信機、両偏波化他）

Q(maser)

1000

5 hour 0.1 MHz

K（cont）

100

11180K 3 min 240MHz

Q （cont）

200

21350K 3 min 240MHz

能率、K＝ 0.43、Q=0.4 にて計算

Summary• 鹿島、KVN短基線重要• メーザーレファレンス位相補償方法検討• UVW再計算• 装置開発優先？（広帯域、高感度観測）微弱天体で大丈夫か？→条件さえ揃えば（Oyama et al. 2008)
克服すべき共通課題（特にこの領域において）••••Target Maser大部分は1Jy程度（Sgr B２、RCW142、OH0548、IRAS17482-2824除く)
J1７４５－２８唯一の系外参照源（50 mJy）
Sgr A＊は１Jyだが分解されreferenceとする事は可能？（全基線全時間検出は困難であろう）（またもし使えてもSgr A* 0.3度以内はできない！のでJ1745-28も必須）
43 GHz SiOメーザーをreferenceとして用いる事ができるか？（分解される？）→メーザーを参照源とする位相補償方法確立（まずは強い水メーザーを用いて）最終的には強いメーザー（ref)- 微弱メーザー（target)か？
（Sgr B2（H2O)、RCW142（H2O)、OH0548（SiO) 観測で検証中)→Sgr A*、OH0548（SiO)等の2000 kmベースラインで分解されてしまうソースでは鹿島、野辺山、KVN等の参加。装置開発感度向上（ファクターで良い！）- 1ビーム＋2ビームでのアストロメトリ精度は？（QSOペアにて検証中）- 鹿島、野辺山光結合 or DISK BufferにてGbit観測可能（試験観測済み）→鹿島43GHz低ELでのポインティングどうする？

Sgr A* 相関強度
（2000 km 以上）

120mJy

50mJy

30mJy

IRS15NE

IRS10EE
30mJy

300mJy600mJySgrA*の相関フラックス
K bandQ band