VO2012 (秋) 講習会
AGNと銀河のクラスタリング解析

国立天文台 天文データセンター 白崎裕治

本課題の目的 VO を活用する利点
 GUI により世界中の天文データベースから簡単に自分が必要なデータを探し出すことができる。
 データアクセスを自動化することにより、大量の様々なデータを利用した研究が可能になる。

 本課題では後者の研究を目指す
 必要となるプログラミング技術
 プロット作成、フィッティング 比較的上級者向きだが、初心者でも実施できるようサンプルプログラムを用意

プログラミング向け VO ツール
 jc client
JVO portal の機能をコマンドラインから使うツール
 STILTS
Command-line tools for table/VOTable manipulation VO-CLI
Command-line Tools for the VO
 AR Commandline
Python commandline VO tools Astro Runtime
Middleware that makes it simple to call VO services
from programs and science scripts
 VORubyRUBY language libraries for using VO Services
http://www.ivoa.net/cgi-bin/twiki/bin/view/IVOA/IvoaApplications

獲得目標
 JVO データ検索言語 (JVOQL) の使い方
 パラメータを変えながら何度も検索するのに便利 jc client によるデータ検索方法
 JVO ポータルの検索機能をコマンドラインから利用 シェルスクリプト (bash) の書き方
 jc client による JVOQL 検索の自動化

 ROOT によるプロット、フィッティング
 大量のデータを扱ううえで、データの可視化は重要
 ROOT はコマンドラインからプロット・フィッティングが可能。しかもフリーウエアである。
 使い方がちょっと覚えにくい

ROOTで描けるグラフ

http://root.cern.ch

研究テーマ 超巨大ブラックホール (>106M) ほぼすべての銀河の中心に存在 どのようにして形成されるのかは未解決
 銀河の合体がブラックホール同士の合体を誘発？

 活動銀河中心核 (AGN)

銀河中心の超巨大ブラックホールへガス降着
太陽系程の領域から銀河全体を上回る放射大量のガスが短時間でブラックホールに落ち込む必要
銀河の合体のような激しい相互作用

 AGN は銀河が密集した場所で発生？
 AGN と銀河のクラスタリング解析

AGN と銀河の相互相関関数
 相関関数の定義
 距離 r における銀河数密度の平均数密度に対する超過比

 視線方向に積分した射影相関関数
 銀河の距離データはないので使わない
 銀河の自己相関関数はべき関数

Fitting で求める
LFから求める

1.8に固定先行研究のまとめ

本課題で利用するデータ
 Veron-Cetty and Veron AGN/QSO catalog (Ed.13)
 ivo://jvo/agn

 UKIDSS DR7 カタログ (LAS サーベイ)
 ivo://jvo/ukidss

 JVO のデータサービスを利用する
 テーブルアップロード機能があり、 AGN カタログと UKIDSSのカタログとのクロスマッチ検索が可能

 Suprime-Cam の画像は時間の都合により利用しない 利用方法は講習テキストに記述したので興味があったら自習してください。

ソフトウエアのインストール
 jc client のインストール
 http://jvo.nao.ac.jp/jc_client からダウンロード
 展開して、install.sh を実行。
 ~/jvo_tools/ にインストールされる VO2012 講習会用パッケージのインストール
 http://jvo.nao.ac.jp/vos2012b/clustering からダウンロード
 展開して、./configure; make; make install を実行 ~/jvo_tools/ にインストールされる環境設定とサンプルファイル
 VO2012b 講習会用パッケージに環境設定ファイルがあります。
 ~/jvo_tools/etc /jvo.properties の編集
prefix=/home/oem/jvo_tools を実際のパス名に変更する。

 以下のコマンドを実行してください。
$ export JVO_TOOLS=${HOME}/jvo_tools$ . ~/jvo_tools/init/jvorc.sh ~/jc_client/bin が PATH に設定されるほか、ライブラリの検索パス設定などが行われます。

 サンプルファイルが以下のディレクトリにあります。
 ~/hands-on/clustering/vo2012b-1.0/clustering/samples
 ROOT のマクロやシェルクスクリプトのサンプルです。

ｊc client の使い方
 JVO portal のユーザアカウントが必要です。
 環境変数の設定を行ってください。
 まずパスワードファイルの作成を行います。

 以下のコマンドを実行してみます。

実習方法
 実習テキストを読みながら各自で進めてください。
 わからないことがありましたらお気軽に質問してください。
 課題１～５までを順番に実施してください。
 シェルスクリプを書く課題がありますが、どうしてもできない場合は samples ディレクト
リにあるスクリプトを使っても OK です。

 その場合はスクリプトを読んでみてください。

課題１

 一度に多数のデータを取得することはできない（ことが多い）。
 検索を分割して実行。まずは AGN のデータのみ取得。
 下記の JVOQL をファイルに保存、jc client で検索実行
座標の近さで二つのカタログを結合

検索実行  VOTable select よりも vot2xsv が高速
VOTable  CSV (カンマ区切りのテーブルデータ)

課題1 (続き) 個々の AGN についてその周辺の銀河カタログを取得。
 下記の JVOQL をファイルに保存、jc client で検索実行
AGN の座標を中心とする半径 0.2度の範囲

 jc client で検索実行、VOTable  CSV 変換

 以上の検索を数個の AGN について実行してみる。

課題２

 取得した銀河データの空間分布をプロットして、欠損領域がないかを確認します。
 ROOT を利用します。以下のコマンドを実行してみます。

課題2 (続き) サンプルディレクトリにある plot-map.C を実行するともう少し見栄えのよいプロットが作成できます。
 欠損領域の割合と銀河の数密度を AGN からの距離毎に求めます。配布したプログラムを利用します。

AGN の座標

 AGN からの距離のビン幅 (arcsec)
 0.1 Mpc に対応する
角度
 配布プログラム
cosmic-distanceを利用

課題３
 課題 2で求めた欠損率で補正した銀河数密度分布をAGN からの距離の関数として求めます。
 配布プログラム
catalog-density を利用します。

 100個の AGN について銀河数密度分布を求めるために、上記の処理を行うスクリプトを作成し、実行します。

課題４

 課題３で作成された 100 個のディレクトリのリストをファイルに書き出します。

 配布スクリプト agn-density-add.sh にディレクトリリストを引数として与えて実行する。

 足し合わされた結果が hist-add.dat というファイルに作成されます。

課題5

 サンプルディレクトリにある fit-density.C を利用します。
 hist-add.dat に書かれている AVE_DEN_60 の値 (左から2番目) を第一引数に、第二引数にはフィットする範囲 (AGN からの距離の最大値)
0.00329598,

3.29598e-03

相関距離 (Mpc)