VERA ユーザーズミーティング 2009年9月2,3日 国立天文台三鷹

亀崎達也、中川亜紀治、倉山智春、面高俊宏、今井裕、松井真、西田芳郎、（鹿児島大学）、柴田克典（国立天文台）、VERAグループ
ミラ型変光星は質量が1～8太陽質量で、300～1000日の周期で変光する進化段階末期の星で、スペクトル型はM,N,R,Sなどと低い表面温度を反映している。またしばしば水メーザーやSiOメーザーを伴う。
大マゼラン雲に属するミラ型変光星の研究から変光周期と光度の間には比例関係（周期光度関係）があることが知られている（Feast et al 1989, van Leeuwen et al. 1997, ）が、銀河系内のミラ型変光星については距離の不定性が大きいため明瞭な関係が得られていなかった。そこで我々はVERAを用いて年周視差計測による幾何学的な測距を行い、高精度な距離計測に基づいた銀河系内ミラ型変光星の周期光度関係の精密な把握を目指している。
鹿児島大学及びVERAグループでは2003年から現在までに10天体強のミラ型変光星をVLBIでモニターしており、既にいくつかの天体で年周視差が得られている。 変光星RX Booを約1年間継続して観測した結果、年周視差の予備的な結果が得られ始めたので、その状況を報告する。

大マゼラン雲と銀河系での周期光度関係
大マゼラン雲(LMC)のミラ型変光星周期光度関係
・実視等級を元に得られた関係
・距離に対してLMCの厚みは小さくすべて同じ距離にあるとみなせるため実視等級を利用できる・精度よくPL関係が得られている

銀河系のミラ型変光星周期光度関係
・HIPPARCOS衛星による年周視差計測を元に実施等級を見積もっている。
・距離の誤差が大きいため、絶対等級誤差が大きい。
・結果として精密な周期光度関係が得られない。

?

Introduction






VERAを用いてミラ型変光星を観測することのメリット
年周視差を用いた先駆的研究はHPPARCOSによる観測データを利用してvan Leeuwen et al(1997) により行われている。しかしVERAを用いることで、距離を誤差10％以下で計測できる領域は飛躍的に広がり、より遠くのミラ型変光星を利用することができる。
計測可能なそれぞれ距離は以下の通り
VERA: 10000 pc

HIPPARCOS ： 100 pc
HIPPARCOSではわずかに11個のミラ型変光星を観測するにとどまったが、HIPPARCOSに比べて1003倍の領域を観測対象とするVERAはより多くのサンプルを用いることができる。

VERA vs HIPPARCOS
右図：年周視差を用いて誤差１０％以内で距離を計測できる領域をVERA(黄色)とHIPPARCOS(緑)で比較

VERA
calibrate
VERA
and other
astrometricprojects


PLrelation

銀河系内PL関係を年周視差計測により較正し距離指標として利用できる

HIPPARCOS

ミラ型変光星の星周に分布する水メーザーをVERAを用いて観測し、その点球面上での動きを追跡することで年周視差を計測する。
・VERAを用いてVLBI観測を実施
・周波数：22GHｚ（水メーザー）
・位相補償観測・1回/月の頻度

VERA
・4 antennas
・20m diameter・Dedicated tophase-referencing
observation

観測天体と観測実施状況。青色は観測が行われた月を示す。
RX Boo は2008年4月よりモニター開始。


2004年、2006年にも観測しているが、メーザーの減光により連続したイメージ検出ができなかった。

メーザーの減光により2006年夏に中断。
増光が見られた2008年に観測を再開。



2008年4月より10観測を実施
・メーザー源：RX-Boo
ra = 14h24m11.6206s;
dec = +25d42'12.909";
・参照電波源：J1419+2706
ra = 14h19m59.297092s;
dec = +27d06'25.55295";・離角 1.69度

RX Boo 水メーザーの変光アンテナ温度
1K→19Jy#010203040506070809
10coder08121ar08149ar08162ar08197ar08315br08342b
r09010br09035ar09071cr09125a

yr
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009

Mon DayApr 30
May 28Jun 10Jul 15
Nov 10
Dec 7
Jan 10
Feb 4
Mar 12
May 5

RX Boo 水メーザーの典型的なプロファイル（2006年3月～2008年7月）
視線速度Vlsr=3.4km/sの成分が支配的

ピーク強度~150Jy2008, Jul 19

Phase Referencing VLBI observation
 Software : AIPS Maser position (α, δ)→ Parallax(π) and proper motions (μα, μδ) Assumption : Maser sppots has NO acceleration.
We extract parallax and two dimensionalmotions from multi-epoch data.
πππParallax : πα: Right Ascension of the source
δ: Declination of the sourcer : Radius vector of the sunl : Celestial longitude of the sun
ε: Obliquity of the ecliptic
g : Mean anomaly of the sun

Proper Motion : （μα, μδ）

位相補償イメージの一例









Peak = 7Jy/beam
Noise rms ～200mJy

Parallax = 7.14 ± 0.38 mas
Distance = 140.0 ± 7.4pc
固有運動（μx, μy）=（23.4 ± 0.9, -48.0 ± 0.8）mas/yr
Hipparcosカタロの固有運動（μ’x, μ’y）=（21.7 ± 0.9, -49.7 ± 0.5）mas/yr

RA

メーザーの内部固有運動はまだ評価していないが、誤差の範囲内でVERAとHipparcosの固有運動計測結果は一致している。

Dec

PL-relation of the Galactic Mira variables(preliminary, Weighted least-squares fit)Source : RX Boo, SY Scl, T Lep, R UMa, S Crt

RX BooT Lep
上図：Whitelock et al. (2008)の結果を我々の予備的結果を比較。Whitelock et al. は最近のVERA以外のVLBI観測結果を集めて銀河系のPL関係を得ている。VERAで得られたものは少し暗いほうにシフトして見える。
LMC： a = -3.520±0.034 (Ita et al. 2004)
右図：PL関係の中で、現在VERAでVLBI観測中の天体の周期を赤い線で示した。
青い点はすでに観測された天体。

R UMa
SY SclS Crt

VERA catalog (~300 Galactic sources)◦◦◦

昨年の秋、VERAでは今後年周視差計測を行ってゆく天体をVERAカタログとして定義した。（）これには40天体のミラ型変光星を含んでおり、すでにうち4天体は2008年待つから2009年初めにかけてVLBIモニター観測を開始した。
観測周波数は22GHｚであり、水メーザーを観測している。
サンプル中の変更周期は 215 日（LogP=） ～ 654 日（LogP=） をカバーしている。

< VERAカタログ中の40個のMira型変光星>
Y Cas, V524 Cas, omi Cet, IK Tau, R Tau, U Ori,
GX Mon, S Gem, X Hya, VX UMa, T UMa,
V2108 Oph, AH Oph, RW Lyr, R Aql, YZ Dra, RT Aql,
BR Del, UU Peg, KZ Peg, R Cas, V Cam, U Lyn,R Cnc, IW Hya, R Leo, U Cvn, T Com, RU Hya,RS Vir, S Crb, S Ser, WX Ser, SW Lib, FS Lib,
R Dra, IRC+10374, IRC-20540, R Peg, RY And（赤字は08年から09年にかけ新規に観測を開始した天体）< Difficulties in parallax determination >Parallax measurement◦ Lifetime of maser emission : ~1month◦ Structure changes◦ Acceleration of maser emission

Apparent magnitude◦ Calibration for an extinction effect◦ Calibration of mk obtained with different optical system< Scientific application >Calibration of the distance ladderDistance estimator using SR & OH/IR star masers

PL sequence of SR or OH/IR stars available ?

Stellar evolution : SR → Mira ???
Kinematics from revised HIPPARCOS catalog
 Semiregular variables have masers