The Tomo-e Gozen Camera

超広視野高速CMOSカメラ
Tomo-e Gozenのデータ解析フロー
可視赤外線装置技術ワークショップ
2016/11/24 (木)東京大学大学院理学系研究科 修士1年 一木 真

Tomo-e Gozen とは

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所で開発中の超広視野・高速カメラ(2018-)

例えば…

望遠鏡

木曽Schmidt (口径105cm,seeing~4’’)

視野

22 deg2 in φ 9 deg

センサー

CMOS (1k x 2k) x 84chip

フレームレート

2 frames/sec

読み出し時間<0.5sec

波長帯

可視光~10万天体を2Hzでモニター (限界等級:18等)~1万deg2を2時間ごとサーベイ (限界等級:19等)→突発天体・変光天体の探査に威力を発揮◎既存の装置を大きく上回るデータレート→ 全データの長期保存はしない(できない)Tomo-e Gozenの切り開くサイエンス

The Tomo-e Gozen Camera●高速広視野モニター型 msec-minスケールの変動現象- FRBの可視対応天体- 微光流星 (1万件/night)- 太陽系外縁天体による掩蔽(10Hz 部分読み出し)
decay time :0.01 0.1

110 [day]

Kulkarni, 2012

●超広視野サーベイ型 min-dayスケール以上の変動現象- 超新星 (1000件/year, 5件は爆発初期)- 重力波の電磁波対応天体のフォローアップ

The Tomo-e Gozen Camera

まとめて1つの Tomo-e Gozenの生成するデータ
Fits File

時間方向

3次元 Fits File (動画) で取得

動画 : 1 chip 分 (全体視野の1/84), 2Hz, 2分間のうちの11秒分を切り出したもの

Tomo-e Gozenの生成するデータ

The Tomo-e Gozen Camera(主要な2つの観測モード↓)360 Frameを●高速広視野モニター型 まとめて1つのFits File

データ量 : 1.8[GB/File]<17000[Files/night]→ <30 [TB/night]●超広視野サーベイ型

同一視野
1 chip 分

120 Frameをまとめて1つのFits File

データ量 : 0.6[GB/File]<25000[Files/night]→ <30 [TB/night]

1 chip 分

Position 6
Position 2
視野移動中

Position 1

データ解析フロー

30 [TB/night]

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

データ取得用PC
容量 : 150 [TB]

データ解析用PC
容量 : 50 [TB]
(作業領域)

容量 : 30 [TB]
(保存領域)

木曽観測所
本館

外部PC

オンサイトデータベース 各プロジェクトPC
容量 : 100 [TB]

データ解析フロー

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

30 [TB/night]
一次処理

第一次データ
50 [TB/night]

一次処理

データ取得用PC
容量 : 150 [TB]
保存期間 : 3 day

・Bias&Flat処理
・参照画素を削除

データ解析用PC
50 [TB](作業領域)

30 [TB](保存領域)

木曽観測所
本館

外部PC

オンサイトデータベース 各プロジェクトPC
100 [TB]データ解析フロー

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

30 [TB/night]

第一次データ
50 [TB/night]
WCS較正

解析用データ
50 [TB/night]

WCS較正

データ取得用PC
容量 : 150 [TB]
保存期間 : 3 day

データ解析用PC
50 [TB]
1 day (作業領域)
30 [TB](保存領域)

木曽観測所
本館

WCS較正
サーベイ型はファイル分割

Position 6
Position 2
視野移動中

Position 1
外部PC

オンサイトデータベース 各プロジェクトPC
100 [TB]データ解析フロー

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

30 [TB/night]

解析とデータ抽出

データ取得用PC
容量 : 150 [TB]

解析用データ
50 [TB/night]
解析とデータ抽出

長期保存用データ
1-2 [TB/night]
木曽観測所
本館

データ解析用PC
50 [TB]解析を行い長期保存用データを抽出(後述)
ここで抽出されなかった情報は3日で消去される

保存期間 (作業領域)

1 day

30 [TB](保存領域)

外部PC~30 day

オンサイトデータベース 各プロジェクトPC
100 [TB]データ解析フロー

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

30 [TB/night]

データ保管

データ取得用PC
容量 : 150 [TB]

抽出したデータをデータベースに転送

データ解析用PC
50 [TB](作業領域)

長期保存用データ
1-2 [TB/night]
データ保管

30 [TB](保存領域)

外部PC

保存期間:~30 day

オンサイトデータベース 各プロジェクトPC
100 [TB]
長期保存用データ~100 day
1-2 [TB/night]
木曽観測所
本館

データ解析フロー

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

30 [TB/night]
データ取得用PC
容量 : 150 [TB]

各科学プロジェクトはオン
サイトデータベースからデータを取得

データ解析用PC
50 [TB]

各プロジェクトPCから●外部へのデータ転送●追観測アラートなどを行う(作業領域)

30 [TB]
外部PC(保存領域)

木曽観測所
本館

追観測
各プロジェクトPC アラート

オンサイトデータベース
100 [TB]
長期保存用データ
保存期間:~100 day
1-2 [TB/night]

データ解析フロー

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

30 [TB/night]

データ運搬

データ取得用PC
容量 : 150 [TB]

1か月に1度外部データベースにデータを郵送
行先は国立天文台
SMOKAなど(交渉中)

データ解析用PC
50 [TB](作業領域)

30 [TB](保存領域)

木曽観測所
本館

オンサイトデータベース
100 [TB]
長期保存用データ~100 day
1-2 [TB/night]

外部PC
追観測各プロジェクトPC アラート

データ運搬

外部データベースへ

長期保存用データの形式

The Tomo-e Gozen Camera

木曽観測所
ドーム

30 [TB/night]
一次処理

第一次データ
50 [TB/night]
WCS較正

解析用データ
50 [TB/night]
解析とデータ抽出

長期保存用データ
1-2 [TB/night]
木曽観測所
本館

データ取得用PC
容量 : 150 [TB]
保存期間 : 3 day

データ解析用PC
50 [TB]
1 day (作業領域)
30 [TB](保存領域)

外部PC~30 day

データ保管

オンサイトデータベース
100 [TB]
長期保存用データ~100 day
1-2 [TB/night]

追観測
各プロジェクトPC アラート

データ運搬

外部データベースへ

長期保存用データの形式

The Tomo-e Gozen Camera●高速広視野モニター型 msec-minスケールの変動現象- 短時間スケールの変動- 高速移動天体●超広視野サーベイ型

さまざまな観測対象を解析の観点でまとめると3種類
min-dayスケールの変動現象- 長時間スケールの変動→ 50TBの中から2TB以内でこれらの情報を抜き出す

長期保存用データの形式

1-2 [TB/night]

The Tomo-e Gozen Camera(現在のところ以下の4種のデータを想定)①
全検出
天体の光度曲線< 10万天体の光度曲線データ

テキストデータ

②
短時間変動
天体用
Fits動画③
高速移動天体用
Fits画像

参照星や変動を 高速移動天体を検出した天体等 検出したフレーム
8000 x 100arcsec2 (4万枚 / night)
以外をマスクFits動画
Fits画像短時間スケールの変動④
時間圧縮
Fits画像
1File(3分,3秒)を時間方向に足し合わせた
ディープイメージ
Fits画像

高速移動天体長時間スケールの変動

モニター:200GB

250GB

500GB(2x2bin)

75GB

サーベイ:30GB

40GB

150GB(2x2bin)

1.5TB

The Tomo-e Gozen Camera

まとめTomo-e Gozenプロジェクトのデータ管理方針- 元データの寿命は 3日- データ取得と並行して逐次解析。以下のデータを抽出して「長期保存用データ」とする①全検出天体の光度曲線②短時間変動天体用 Fits動画③高速移動天体用 Fits画像④時間圧縮 Fits画像- 「長期保存用データ」は 1-2[TB/night]に抑え、オンサイトデータベースに~100日間保存- 毎月1回 外部データベースへ複製データを郵送