2020年度せいめいユーザーズミーティング＋大学望遠鏡ユーザーズミーティング

2020年8月17−19日

かなた望遠鏡による突発天体の即時フォローアップ観測
笹田真人（広島大学）

自動観測やリモート観測を行うために必要なこと
東広島天文台かなた望遠鏡では2017年8月より、大学構内からリモート観測を実施している• 遠隔での操作
リレー回路によって各装置のスイッチをPCから遠隔にて制御可能にする（空調、照明、各装置の再起動、フラット用照明）• 観測可能性のチェック
天文台現地の気象の監視や空の状態のチェックを行う• 安全性の確保
自動観測を行う場合において、人がドーム内にいるときに望遠鏡が動かないようにするために、適切な規約を設定するとともにハード的にも制限を設ける• 緊急時の望遠鏡・装置の保全
停電や降雨時にドームスリットが自動で閉まるシステムを設ける

気象監視システム概要• 東広島天文台の気象を監視する装置

全天モニター

気象センサー• 雨滴センサー(VAISALA社 CVS-DRD-11A)
雨滴センサー• 全天モニター(Davis社 Vandage Pro 2/2plus)• 気象センサー(カメラ Nikon D3400)• 雨滴センサーが雨を検知すると望遠鏡制御装置からドームスリットが閉じられる

ネットワーク

制 望御 遠架 鏡

I/O
制 ド御盤 ムー

• 気象センサーおよび全天モニターのデー
タは、ブラウザを通してチェックすることができる

停電用UPS雨滴センサーおよび気象モニター• 市販の気象モニターを用いて常時湿度、風速、風向、気温、気圧、日降水量、放射強度を計測• モニターはドーム内部および屋上に設置• 計測されたドーム内湿度や降水量、雨滴センサーの反応が注意を要するものであれば、ウェブ上で色付きで目立つよう表示• ドームに取り付けられた湿度計の値に応じて観測室にアラームを発する

全天モニター• カメラと魚眼レンズ(SIGMA社 4.5mm F2.8 EX DC Circular
Fisheye HSM)を用いて撮影
昼• ドライバ：gphoto2• 日中・夜間で露出時間、絞り、コントラストなどを調節• 日の入り・日の出の前後で段階的に調節することで、サチらせずに全天画像を取得• 直前の画像との差分も表示
取得画像夜差分画像

į [VI³>@GT• ドーム機械警備ステータスの監視、及び監視アプリの自動・常時起動 àヒューマ
ンエラーの防止• LFI_86UZ$,/JTĄiÜnÑ%³
ドーム機械警備ステータスの監視、および監視アプリ•• mz³6UZhVKD$,/zđの自動・常時起動
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ヒューマンエラーの防止ZI%³>@GTJT@GD@³2Q[ÆJTyÊí[VIÝ²oJT±Êí[VIÝq

リモート観測と安全性

ドーム開錠中• ネットワークカメラによるドーム内映像・音声の監視• 屋外監視カメラ・全天モニターによる外部環境の監視İ ÝÛìÎ¡%ģ• 音声による観測ステータス・突発現象アラートの監視システム• デスクトップ共有により、東広島天文台側の観測装置制御PCのデスクトップをリモートで操作 à リモート・ローカルでの制御状態の共有• ®H@8IFQģ& VNC1ĩĦÂĨ& KVM$/Ĥñ

ドーム施錠中ガンマ線バースト残光の可視光観測
The Astrophysical Journal Letters, 752:L6 (5pp), 2012 June 10

Uehara et al.

Ueharaal. 2012
Figure 2. Optical and X-ray light curves of GRB 091208B.
Our etopticalandSwift/XRT data are indicated by the filled squares and crosses, respectively.
Open squares are the optical data reported in GCN. The solid lines are thebest-fitted power-law models for the optical light curve (with the decay index
ガンマ線バーストの発生後、シンクロトロン放射である残光が観測される
of αO = − 0.75 ± 0.02). The thick horizontal bar at the left bottom part shows
the period of our polarimetry. The derived polarization degree is also indicated.
残光を早期から偏光観測することで、生成されたジェットの磁場や構造について理解(A color version of this figure is available in the online journal.)

Figure 1. Sample image obtained by HOWPol in one-shot polarimetry modefor GRB 091208B. Each object produces four images by linearly polarized rays

GRB afterglow (t=149–706s average)

ガンマ線バースト(GRB)の自動観測システム• 衛星がGRBからのガンマ線を検出する• 自動で地上へ天体情報（明るさ、時刻、天体位置など）が送られる• Gamma-ray Coordination Network; GCN を通じて世界へ情報が送信される• 東広島天文台のサーバーがGCNのアラートをソ©NASA

観測
GCN

ケット通信で受信• GRBの観測可能性（時刻、地方恒星時や高度、天気）を自動で検討し、可能である場合にHOWPolを用いて偏光観測を開始する。

インターネット

全世界へ送信重力波源の電磁波対応天体観測

Pub

28-4

中性子星連星の合体時に重力波を放出し、電磁波を放射する©NASA• r-process によりランタノイド原子の生成• 電磁波対応天体観測から、重元素生成のメカニズムに迫る

GW170817の重力波確率と領域内にある可視光天体

The Astrophysical Journal Letters, 850:L1 (9pp), 2017 November 20

Lipunov et al.

Figure 4. MASTER-composed discovery image started 2017 August 17 at 23:59:54 UT. We used color B, R, I, W ﬁlters, MASTER-OAFA, and MASTER-SAAO
images. The kilonova position is marked by white lines on the left part of composed image. The right (large) image is the MASTER main telescope’s usual FOV.

Lipunov+ 2017

Tominaga+ 2018

Fig. 1. Pointing map for GW170817 overlaid on the probability map
Table 2(Abbott et al. 2017d). The white contour represents the 90% credibl
Possible Kilonova Brightness
region.
Circles
represent
m Max[AB]NameZ
DL MpcDMObs.
Band
MabsFlat
spec ABFlux
iso erg sLink the field-of-view of HSC; their colors changinThis paper
Kilonova NGC 4993 0.0098
42.533.14
MASTERW17.3−16.0310
with an−15.35
order ofObservations have been carried out fromGRB 130603
0.35601911.9
41.41
HSTH
25.73
5.50observation.
× 10Tanvir et al. (2013)
GRB 080503
0.561
3290.5
42.59
Gemini/Keckr
25.48−16.62
1.78 × 10
Perley et al. (2009)
darker to lighter colors. The dashed curves represent the Galactic gratic
our wide FOV (Lipunov et al. 2010), in real time (1–2 minutes
the object’s instrumental ﬂux from the difference image. Weules. (Color online)
correct the obtained stellar magnitudes for the Galactic extinction,
after a charge-coupled device (CCD) readout), and can work in• 広大な重力波確率領域から突発天体を発見する• 視野が広くない望遠鏡は候補母銀河を観測−1vis42

41*42

2019年4月から重力波観測ランO3が実施

alert, inspect, and survey mode, independently of humanintervention. This is a unique feature that gives us the ability todetect new objects in large ﬁelds in real time and to study
outbursts in the early stages of explosion (Lipunov et al. 2016;
Troja et al. 2017).
It is impossible to produce photometry of this object using
standard aperture or point-spread function (PSF) photometry
methods on the original image due to the galaxy background. For
accurate photometry we undertake the following procedure. For

based on E (B - V )= 0.1 mag (Schlaﬂy & Finkbeiner 2011).
The MASTER Global Robotic Net archive contains 126
images of the galaxy NGC 4993, obtained from 2015 January 17
200:45:46 to 2017 May 02 22:17:04, none of which show any
optical activity for SSS17a (see Table 3).
In Figure 4 we present the MASTER-composed discovery
image with kilonova position.

observed area is 28.9 deg corresponding to the 66.0% credible region of GW170817 (figure 1). Exposures used in thfollowing6. Discussion
analysis are listed in table 2.

重力波源天体の半自動観測システム①J-GEMWeb Systemplanner• 銀河リスト生成• 観測情報の収集・提示②
OAOWFC④

Okayama Astrophysical Observatory Wide Field Camera③

観測装置技術WS

2015/12/07

• 観測
• 解析

7

ImageServer• 観測画像の保存と提示• 限界等級の計算• 画像の差し引きPlanner と Image Server
取得画像•ターゲット銀河の情報と観測の状況を収集・表示する

参照画像

差分画像

ブリンク

•取得画像をウェブサーバーにアップロードすることで、取得画像を共有する•共有した画像を加工し突発天体を探すかなた望遠鏡の半自動観測と即時解析システム• plannerを常時監視• イベント発生時に生成された重力波天体の候補母銀河リストを取得

planner• 観測天体の選定
トランジェントの有無、重力波発生確率、観測可能方向、J-GEMでの観測の有無• 天体を観測• データ処理‣ダークまたはバイアス差引およびフラット処理‣複数フレームからスカイフレームを作成し差し引き‣ astrometry.net を用いてWCSを決定‣ WCSを元に複数画像を合成• 合成画像を Image Serverへ送信

Image Server

J-GEMによるO3の活動• O3では明らかな重力波源からの電磁波放射を検出することができなかった• J-GEMでは1日以内からの重力波フォローアップ観測を実施した• 中性子星連星合体によって発生する電磁波放射• キロノバ (r-process)• コクーン (ジェットと周辺物質の相互作用)• 重力波源の電磁波放射を検出できれば、J-GEMによる電磁波フォローアップによって両者を切り分けることが可能

全てのイベントの取得された限界等級と爆発モデル

まとめ
かなた望遠鏡では2017年からリモート観測を実施
スイッチ等を遠隔操作可能にする
環境監視システムにより現地を監視する
ドーム内での安全確保観測当初からGRBの自動観測を実施
重力波電磁波フォローアップのための半自動観測システムの構築と重力波フォローアップの実施