広島大かなた望遠鏡用観測装置の現状と今後
広島大学・宇宙科学センター
秋田谷 洋

2012/7/10-11

木曽シュミットシンポ2012

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Contents
1. 東広島天文台とかなた望遠鏡
 東広島天文台
 かなた望遠鏡
 運用体制2. 観測装置
 HOWPol (定常運用中)
 高速カメラ
 HONIR (開発・試験中)

3. まとめ2012/7/10-11

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1. 東広島天文台とかなた望遠鏡
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東広島天文台

東広島市 西条地区郊外 (大学から車で~15分)
東経 132.7°, 北緯 34.4°, 標高503m
豊富な日照時間 (1800-2000時間/年)
良好なシーイング (1.1±0.3 arcsec)

東広島天文台木曽岡山

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木曽シュミットシンポ20124かなた望遠鏡 口径: 1.5m；F/12; Ritchy-Cretien 焦点: カセグレンx1・ナスミスx2
 NAOJ三鷹・赤外シミュレーター
2006年に移設

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運用体制

(*) : 2012年度新メンバー

 広島大学宇宙科学センター
 スタッフ(光赤外線部門+α) 吉田(センター長)、川端、植村、大杉、秋田谷、森谷(ＰＤ*)、観山(*)

 スタッフ(高エネ部門)
 水野、高橋、田中(*)

 大学院生(理学研究科所属; 光赤外線関係者)
 博士課程2名、修士課程5名

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6望遠鏡運用
 観測 天文台オンサイトの観測 2名以上滞在を厳守 (最近は学生・PD間の緩い当番制で配置分担)
 観測実施は観測参加者の意思が原則

 GRB自動観測(アラート受信で即時自動観測開始)
 装置管理・開発
 共同研究による他機関研究者の観測 (含: KISS followup)
 持ち込み装置装着・試験観測 教育活動(中高・大生向実習)・普及活動(一般観望会)
 「光赤外線天文学大学間連携」観測(2011年度～)
望遠鏡本体はほぼ安定して運用中2012/7/10-11

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72. 観測装置
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8かなた望遠鏡観測装置
高速撮像分光装置（奥のナスミス台)

HOWPol

第3鏡切り替えで瞬時に装置交換可能
TRISPEC(or HONIR; 開発中)

γ線, X線

偏光撮像
撮像
分光

Fermi、すざく他
(連携)

偏光分光

B

可視光
V
RIz

HOWPol

J

近赤外線
H
K

λ

TRISPEC

高速撮像分光装置
HONIR (開発中)

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9かなた望遠鏡装置状況
 HOWPol (可視撮像・分光・偏光撮像)
 定常稼働 高速撮像分光装置
 定常稼働 (使用頻度少) TRISPEC(可視・近赤外3ch同時撮像・分光・偏光) 2011/6～機器不調・運用停止

 HONIR (可視近赤外3ch同時撮像装置) (開発中) 2011/10 2ch同時撮像ファーストライト
 開発・試験観測進行中

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HOWPol : 可視撮像・分光・一露出偏光撮像(=Hiroshima One-shot Wide-field Polarimeter)

 波長域 : 0.45-1.1 μm(filters: B,V,R,I,z’,Hα) 撮像: φ15’ (0.6”/pix; 2pix.bin) 偏光撮像: 15’ x 1’ x 4(or 7’x7’x2)
 分光: R=500, 2300 (slit=2.3”)
 限界等級１５‘

 撮像 R = 19.2 mag (10 min,ΔR=0.02mag)
 分光 mAB~16 mag (R~500; 20min;
S/N=10; @~Hα) (AG完備で~17mag)
 偏光撮像 R=16.0 mag (10 min,Δp=0.2%)
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M16 V, R11

KISS follow-up 例 : SN 2012 cm

Morokuma et al.
(CBET 3126)
http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/kisohp/KISS/images/iauc_J091005.45+201245.1.jpg

解析: 上野、伊藤、川端 Ia SN Clear SiII,SII, FeIII
features5/17: 3000 sec;

5/16: 2400 sec; g’~16.5 mag
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12高速撮像分光装置
 京都大・浜松ホトニクスとの共同開発
 読み出しレート: 35.8 frames/sec
 撮像: 視野 2.3’ x 2.3’, フィルター B, V, R, I
 分光 : R~20, 150

 精度例: ΔV=0.03 mag (@ V~9mag, 36Hz)

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HONIR: 可視近赤外同時撮像・分光・偏光(=Hiroshima Optical and Near-InfraRed camera； おにーる) 可視・近赤外2色同時観測(将来は3色同時機能へ) 波長帯 : 0.5-2.4μm
 可視x1ch、近赤外x1ch

 撮像: FOV 10’ x 10’ (0.3”/pix) 分光(導入予定): R~350 +α(高分散、超低分散?)
 直線偏光(導入予定): Δp<0.1%

 2011年10月-翌2月 : 2色同時撮像モードでの初観測実施→ 装置性能評価・課題洗い出し・初のサイエンスデータ取得
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HONIRの構成
近赤外1(VIRGO 2K)
近赤外カメラレンズ

近赤外2(将来拡張)

Filter / grism

Dichroic Mirror 可視カメラ

Cold stop

レンズ

Filter /grism

コリメータレンズ

可視(HPKCCD)

焦点マスク・スリット

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天体光15

HONIR取得画像例
M42
V/J/Ks

NGC891
J/H/Ks

V/R/I

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HONIRの課題と対処
課題

対応

光学系の不備 (視野端収差、焦点位置が設 レンズ系の再アライメント、レンズユニット計と不整合、K-band高バックグラウンド)
ごとの光学試験、黒塗り処理の改善
近赤外線の低いスループット?(想定の1/2)

要素ごとの効率測定、効率評価法見直し

近赤外検出器読み出し系の不安定動作、高い読み出しノイズ(max~240 e- !)読み出しプログラムの改善、配線の改善など

読出システムの刷新・高速化

KWFCシステムのVIRGO 2K用移植

冷却性能向上 (夏季運用に不十分)

輻射シールド強化、吸着ポンプ設置

新機能搭載 (分光、偏光観測モード)

素子(グリズム、Wollaston prism、半波長板)設計・製作、メカトロ追加

観測支援機能・環境整備(Fits ヘッダー、機能的な観測・解析プログラム整備)

随時進行

 現在、実験室にて調整中。2012/秋～望遠鏡への再搭載。分光・偏光モード立ち上げ。
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HONIR限界等級 (preliminary) 計算値 @Δm~0.1mag; φaperture=9”
BandT=60sec

T=600sec

V

18.9

20.2

Ks

13.3

15.1
原尾修論(2012) 天体実測例より
 120sec x 5 dither (600sec), φ~4.5”
Ks: mKs=13.4 mag →ΔmKs~0.08 mag
J: mJ=14.7 mag →ΔmKs~0.09 mag

現状では、Ks~13.5 mag (Δm~0.1mag; 600sec(5 dither))程度か
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HONIR情報
 HONIR web Page SPIE2012

 http://hasc.hiroshimau.ac.jp/instruments/honir/ Sakimoto et al.
(2012), Proc SPIE,(paper 8446-270)

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19かなた望遠鏡 装置の今後
現在
年

2011

月

4520126789101112122013
34HOWPol
(可視)

定常運用

高速撮像分
光装置

定常運用

TRISPEC(可視・近赤)HONIR(可視・近赤)

運用

567

9

10

1
1

1
21-? ? ? ? ?

故障

地上実験

8撮像

撮像

地上実験

秋? 撮像・?
分光・偏光

可視観測
近赤外観測

 可視 : HOWPol定常稼働(撮像・分光・偏光) 以降未定 ?
(HONIR長期装着が 近赤外 : 断続的運用。HONIR立ち上げが鍵。 望ましいが、開発の2012/7/10-11

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ため断続的な取り外しもありえる)203. まとめ
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まとめ
 かなた望遠鏡
 望遠鏡は安定稼働
 オンサイト・観測者の希望による観測実施

 観測装置 可視光観測: HOWPolにより常時可能。
 撮像・分光・偏光 近赤外線観測: HONIR装着時に可能。
 HONIR次回装着は2012年秋～を予定。
 撮像 : 一定の性能で可能。質の向上は今後の課題。
 分光・偏光 : 2012年秋から。低分散分光(R~350)、直線偏光観測モード試験運用予定。

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222012/7/10-11

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資料2012/7/10-11

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各種情報
 広島大学宇宙科学センター
 http://www.hiroshima-u.ac.jp/hasc/ 東広島天文台スカイモニター・気象モニター
 http://hasc.hiroshima-u.ac.jp/environ/ 各装置比較一覧
 http://hasc.hiroshima-u.ac.jp/instruments/summary.html

 HOWPol http://hasc.hiroshima-u.ac.jp/instruments/howpol/ HONIR http://hasc.hiroshima-u.ac.jp/instruments/honir/
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TRISPEC: 可視近赤外3色同時撮像・偏光撮像
 名大z研による開発
 撮像
 可視(V; 固定)、IR1(J 、H)、IR2(Ks, K, H2) 3色同時
 視野: 7’ x 7’
 限界等級: 18.5mag(可視)、16.8mag(IR1)、15.1mag(IR2) (10min, 10-σ)

 偏光撮像 視野 : 7’ x 1.7’,
 限界等級: 14.8~11.4 mag (10min, Δ p=0.5%)

 補足
 IR1・IR2はunder sampling (1.65”/pixel)
 2011/6~故障中
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HONIR装置効率評価値
原尾修論(2012)

Band

設計値 (%)

実測値 (%)(B)

3.7

3.7±0.9

V

1620.8±1.9

R2219.5±2.0

I2019.7±2.6

J146.3±1.2

H208.6±1.1

Ks25

6.2±0.4

設計通り

設計の1/2-1/3

近赤外は、検出器gainの測定値不定性により、factor~2-3程度効率が高い可能性あり

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木曽シュミットシンポ201227

HONIRバックグラウンド評価値
At sec(z) < 1.4Band

評価値 (mag/arcsec2)

比較1(CFHT)(B)

19.5-20.5

22.3

V

20.5-20.0

21.1

R19.0-20.0

20.3

I18.0-18.5

19.2

J

14.5-15.5

14.8

H12.5-13.5

13.4

Ks

10.5-11.5

12.6

比較2
(岡山/美星)20.0/20.1-20.3

評価値 : 原尾修論(2012)
比較データ : 岩田(2001)、” Sky Brightness at Okayama Astrophysical Observatory
and Bisei Astronomical Observatory”
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