明るい星専用近赤外線	  観測システムIR-­‐TMTの開発	
東北大学 修士2年 花上拓海	

15/12/07	

1	

TMSSの観測データ
TMSS	

IntroducPon	  -­‐	  明るい星	TMSS
Two	  icron	  Survey	  (Two MMicronSkySky	  Survey)••• Neugebauer	  et	  al.	  (1969)	  • 1965年-1968年• 1965	  –	  1968年	  • I(0.84um), K(2.2um)• I	  (0.84μm),	  K	  (2.2μm)	  • m(K)<3mag: 5,612天体• 赤緯	  >	  -­‐30度	  • m(K)	  <	  3mag	  :	  5,612天体	  err[mag]err<0.05

0.05<err<0.1

個数16343471

15/12/07	

0.1<err<0.15 0.15<err<0.20463

33

0.20<err

合計

1156122	IntroducPon	  -­‐	  明るい星	

2MASS	
• 2	  Micron	  All	  Sky	  Survey	  • 1997	  –	  2001年	  • J	  (1.2μm),	  H	  (1.6μm),	  Ks	  (2.1μm)	  • 限界等級	  :	  15mag	  • 5等より明るい天体について	  – 68,661天体	  – 測光エラーが大きい(>15%)	  15/12/07	

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IntroducPon	  -­‐	  明るい星	

2MASS	
• 2	  Micron	  All	  Sky	  Survey	  • 1997	  –	  2001年	  • J	  (1.2μm),	  H	  (1.6μm),	  Ks	  (2.1μm)	  • 限界等級	  :	  15mag	  • 5等より明るい天体について	  – 68,661天体	  – 測光エラーが大きい(>15%)	  15/12/07	

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IntroducPon	  -­‐	  明るい星	

問題点	
• 近赤外で明るい星の観測が不十分	  • 明るい星を観測できる装置はない	  • Gaiaによって近傍の明るい星の距離が明らかになる	  • 測光データが必要になる	  自ら明るい星のデータを取得しよう	
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5	

IR-­‐TMTの製作	

IR-­‐TMTとは	
• InfraRed-­‐Thirty	  Millimeter	  Telescope	  • 近赤外で明るい星に特化した望遠鏡	

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口径	

30	  mm	

フィルター	

J,	  H,	  K’	

焦点距離	470	  mm	

SaturaPon/limiPng	  mag	1	  /	  6	  mag	  @	  K’	  (5	  sec)	

Pixel	  scale	

8.7	  arcsec/pix	Pixel数	

2048	  x	  2048	

視野	

約	  5	  deg	  x	  5	  deg	6	IR-­‐TMTの製作	

IR-­‐TMTとは	• 	  	  15/12/07	

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IR-­‐TMTの製作	

IR-­‐TMTとは	• 観測地	  – 岡山天体物理観測所	  – 東経134.58度 北緯34.56度	  – 標高	  372	  m	  – 晴天率が高い(40%)	  – 所内の4mドーム、赤道儀を使用	  – 設置は今冬	  • 制御系は観測所の筒井氏が開発を担当	  15/12/07	

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IR-­‐TMTの製作	  -­‐	  ハードウェア	

概略図	
• レンズ	  • コールドバッフル	  • ラジエーションシールド	  • フィルター	  • 検出器	

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IR-­‐TMTの製作	  -­‐	  ハードウェア	

光学系	
冷

冷

絞りφ30mm	

冷

平凸レンズ(CaF2)	
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高真空	窓材(CaF2)	

フィルター	

検出器	10	

ハードウェア

IR-­‐TMTの製作	  -­‐	  ハードウェア	

計算機他	

•	  

Userが使うPC

PC(artemis)

PC(electra) 読み出し機構
LANPC(zao)RS-232C→検出器

温度制御・測定

LakeShore

温度測定

監視カメラ

MA901

ネットワーク電源
USB
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気象センサ
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IR-­‐TMTの製作	  -­‐	  ソフトウェア	

ステータスモニタ	• 各種情報を取得し、artemisに転送後	  SQLデータベースに記録	  – カメラ温度	  • 検出器	  • ラジエーションシールド	  • コールドバッフル根元	  • コールドバッフル先端	  15/12/07	

– 気象データ	  • 気温	  • 湿度	  • 気圧	  – 監視カメラ	  – ネットワーク電源	  12	

IR-­‐TMTの製作	  -­‐	  ソフトウェア	

ステータス表示Web	• 各種ステータスの現在状態を表示	  • 指定した期間のデータをグラフ／テキスト表示	

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観測	

観測効率（見積もり）	
• 5秒露出、10ディザリングの時、	  – 1	  枚	  -­‐>	  5	  秒	  +	  α	  =	  20	  秒/枚	  – 20	  秒	  x	  10	  ディザリング	  =	  200	  秒/視野	  – 1	  時間	  /	  200	  秒	  =	  18	  視野/時	  – 25	  平方度	  x	  18視野	  =	  450	  平方度/時	  （1視野の大きさ）	

• 銀河面の幅を10度とすると	  – 450	  (平方度/時)	  /	  10	  度	  =	  45	  度	  /	  時	-­‐>	  約2時間で銀経方向に90度掃ける	
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天体の数 (2MASS Ks)

観測	天体の数(2MASS	  Ks)	• 	  	m[mag]m<-5-5<m<-4 -4<m<-3 -3<m<-2 -2<m<-1 -1<m<0
より明るい方もデフォーカスすれば観測可能	

個数

0<m<1555
15/12/07	

0

3

5

1148

1068

1<m<22<m<33<m<44<m<55<m<6合計

19485346

13900

46751

119781 189416

IR-TMT

計187,726天体	

15	

観測	

1視野に入る星の数	
• 空に均等に星が分布しているとすると	  – 189416	  個	  /	  41252	  平方度	  =	  4.6	  個/平方度	  全天	– 4.6	  個/平方度	  x	  1	  視野	  ~	  100	  個	  25平方度	

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観測	

天体の数＠岡山
天体の数＠岡山	

dec>-30degの天体は• 赤緯 >	  -­‐30	  度の天体	
m[mag]m<-5

個数

00<m<1406
15/12/07	

-5<m<-4 -4<m<-3 -3<m<-2 -2<m<-1 -1<m<02

3734

977

1<m<22<m<33<m<44<m<55<m<6

合計13473662

8984

30039 75078
計119110個

IR-TMT120539
17	観測	撮像試験	
• 場所：東北大学	  • 目的：ピントが合うか確認	  • 方向：北極星方向に固定	  • 備考：東北大に装置を載せる架台がないので追尾は行えない。	

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観測	  -­‐	  試験撮像その２	結果	
• ピントが合った	  15/12/07	

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観測	  -­‐	  試験撮像その２	結果	
• ピントが合った	  
A	

比較用2MASS	  Ks画像（印はKs<4mag）	
A	

Polaris	

Polaris	B	

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B	

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観測	  -­‐	  試験撮像その２	結果	
• ピントが合った	  

回折限界 -­‐>	  2	  pix	  程度	  観測結果	  -­‐>	  2.3	  pix	  収差の様子も見られた	  15/12/07	

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観測	

まとめ	
• 明るい星専用望遠鏡の製作	  – 現在不十分な明るい星の測光データを取得する。	  
– 近赤外線J,	  H,	  K’	  – 視野5deg	  x	  5degの広視野	  – ピントが合うこと確認済み	  • 岡山天体物理観測所にて運用予定	  – 今冬から準備開始	  15/12/07	

22	

今後の計画	

15/12/07	

23	

今後の計画	

年度内	
• 機材を岡山天体物理観測所に運ぶ(今週)	  • 観測所に滞在(今冬)	  – 取り付け作業	  – 運用準備	  – 試験撮像	  • 性能評価	  15/12/07	

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今後の計画	

来年度以降	
• 観測運用	  • リモート化	  • ピント自動調節機構	  • 依頼観測	  • などなど、、、	  15/12/07	25