鹿児島大学におけるVLBI および光赤外線
大学間連携事業による変光星の観測的研究
中川亜紀治、面高俊宏、半田利弘、永山貴宏、亀崎達也、山下智志 （鹿児島大学）、VERAグループ

目的
銀河系内のミラ型変光星の周期光度関係の確立↓
変光星の銀河内分布

鹿児島大学におけるVLBI および光赤外線
大学間連携事業による変光星の観測的研究

等級中川亜紀治、面高俊宏、半田利弘、永山貴宏、亀崎達也、山下智志 （鹿児島大学）、VERAグループ

変光周期
天体の距離 D
絶対等級 Mk

見かけ等級 mk

変光周期 LogPPLR （Mk-LogP）の確立

鹿児島大学におけるVLBI および光赤外線
大学間連携事業による変光星の観測的研究

等級中川亜紀治、面高俊宏、半田利弘、永山貴宏、亀崎達也、山下智志 （鹿児島大学）、VERAグループ

VLBI
位置天文

変光周期
天体の距離 D
絶対等級 Mk

見かけ等級 mk
赤外線光学観測

変光周期 LogPPLR （Mk-LogP）の確立

VERAによるVLBI位置天文観測
水メーザーを利用した年周視差計測

・水メーザーの単一鏡モニター観測＠入来・水メーザーのVLBIモニター観測 using VERA

観測対象ミラ型変光星の周期分布

VERAの配置
・水沢、小笠原、入来、石垣島の４局から構成される
国内VLBIアレイ
・周波数：43GHz(SiOメーザー), 22GHz(水メーザー),8/2GHz(測地ほか), 6.7GHz(メタノールメーザー)
・最大基線長：2300 km (水沢－石垣島基線)

ミラ型変光星の位置天文VLBI・Phase referencing observation of H2O and SiO maser
・Typical monitoring duration 1.5～2 yr

年周視差の計測には1.5～2年の連続観測が必要

位置天文VLBIによる年周視差計測の例

赤経方向の位置変化 [mas]QX Pup 赤経方向のデータを利用した年周視差フィット

位相補償により描かれたQX Pupの水メーザー
Peak Flux = 9.5 Jy/beam
Vlsr=25.39 km/s

＜年周視差＞
0.35±0.09 → 距離 2.85 kpc＜固有運動＞
μx ＝－4.07 mas/yr → 55.01 km/s
μy＝ 0.00 mas/yr → 0.00 km/s

経過時間 [日]VLBIによるこれまでの成果
ポスター
掲示中

位置天文VLBIによる年周視差計測

Nakagawa et al. 2014 PASJVLBIによるこれまでの成果
ポスター
掲示中

天の川銀河ミラ型変光星の周期光度関係

Nakagawa et al. 2014 PASJ

星周の水メーザー分布
S Crt (SR)T Lep (Mira)

中央は赤外線干渉計（VLTI）によるイメージ光赤外線望遠鏡による観測
大学所有の小口径望遠鏡の強み・占有できる→ 長期のモニター
・機動性の高さ → 突発天体

・IRAS PSCより δ＞25°で観測が可能 → ~800天体を選出
・およそ１０年にわたる測光モニターデータが得られている。
→ 現在は~400天体のK'バンドモニター観測
・データ解析の自動化とデータ整理に注力＜１ｍ望遠鏡＞
光学系：リッチークレチアン
主鏡口径：1m
焦点：カセグレン焦点
架台：経緯台入来 望遠鏡ドーム＜近赤外線カメラ＞
検出器：HAWAIIアレイ
視野：5.5’×5.5’
フィルター：J,H,K’
シーイングサイズ：1.3″

近赤外線カメラ IR Lab.

光赤外線望遠鏡による観測
・２００７年時点の中間データ
・~２００天体の周期解析
・周期、振幅、色などの情報整理
・５００日にピークを持つような変光周期の分布
IRAS ２色図上のモニター天体分布~５００日に周期分布のピーク

変光周期－変光振幅の関係

変光周期の分布自動解析パイプラインの構築
１次処理の自動化パイプライン
OS：Scientific Linux
6.5 (64bit)
CPU : intel Xeon
E5430@2.66GHz(8CPUs)

毎朝自動的にデータの有無をチェック
データがあれば自動転送開始
クイックルック画像やヘッダー情報の閲覧ページ

自動的に学内LANのWEBページに反映

1次処理されたFITS

1.日付・天体別のディレクトリに格納
2.FITS⇒JPEG変換
3.FITSヘッダー情報
をMySQLにDB化
12測光解析の自動化パイプライン
1次処理されたFITS

座標、検索範囲の指定

2MASSカタログ
データベース

天体検出・器械等級の測定 SExtractorによる測光「RA DEC Mag MagError」を出力

PostgreSQLベースの2MASS Catalog Server Kit
を利用（みさと天文台・山内氏作成）

天体同定・WCS決定

Optimistic Pattern Matching(OPM)による同定（東京大学・松永氏作成）

WCS決定が成功すると…

等級ゼロ点の決定・等級較正
測光結果のDB化

Perlスクリプトにより、8スレッド（8fits）並列実行の高速化を実現

周期解析・ライトカーブ作成

最近の周期解析結果の例
・周期解析手法の改善
・フーリエ級数展開を用いた周期解析とsin関数によるフィッティング
・フィッティングから変光を予想 → 観測の効率化

較正済
み等級(mag)632日
修正ユリウス日(day)IRAS 19303+1553のフィッティング結果とライトカーブIRAS 19235+1034のフィッティング結果とライトカーブ

新しい変光星候補
・天体の自動検出・自動解析 → 赤外線でしか見えない変光星の探査（大きい振幅を持つ変光星はSExtractorのaperture測光で十分）・自動化のご利益 → 新しい変光星の発見
IRAS 18517+0037近くの変光星候補

新しい変光星候補

較正済
み等級
(mag)

IRAS 18517+0037

365日
修正ユリウス日(day)IRAS 18517+0037の観測画像

2MASS、WISE、AKARI、DENISにデータはあるが、simbad等に変光星としては未報告。

観測データベースによる可視化
内部閲覧用 データベースの作成– 赤外線観画像やfits情報の掲載、ダウンロード– 過去の観測データの検索システム– 日々の運用報告メールの蓄積– ２０m電波望遠鏡によるメーザー観測の結果
関係者からは、– 水メーザーの時間変動の描画

好評を得ていると思ってます・・・

観測データベースによる可視化
内部閲覧用 データベースの作成– 赤外線観画像やfits情報の掲載、ダウンロード– 過去の観測データの検索システム– 日々の運用報告メールの蓄積– ２０m電波望遠鏡によるメーザー観測の結果
関係者からは、– 水メーザーの時間変動の描画

好評を得ていると思ってます・・・まとめ、今後長周期変光星を対象として・・・• 位置天文VLBI観測による正確な距離決定– ユニークな観測装置（位相補償VLBI）による貴重な観測データ– 電波単一鏡観測による新たなメーザー源探査– 天の川銀河ミラ型星の周期光度関係の精度向上 （中川N15c）• 赤外線観測による周期、平均等級の決定– 大学所有望遠鏡の強みを生かした長期測光モニター観測を継続– 自動化パイプラインの活用と更なる機能向上– 新たな測光技術（部分減光）の導入 （永山V224a）• より長い周期（400～1500日）の変光星の観測的研究なども検討中– この程度の周期の星の観測データは不足している（電波、光ともに）– 大質量の変光星の質量放出や変光メカニズム– Long Secondary Period（LSP）など
ほかにも、新星、超新星爆発など突発天体などにも対応中まとめ、今後長周期変光星を対象として・・・

Ita et al. 200• より長い周期（400～1500日）の変光星の観測的研究なども検討中– この程度の周期の星の観測データは不足している（電波、光ともに）– 大質量の変光星の質量放出や変光メカニズム– Long Secondary Period（LSP）など
ほかにも、新星、超新星爆発など突発天体などにも対応中