[論文レビュー] MITSuME--Multicolor Imaging Telescopes for Survey and Monstrous Explosions

Takayuki Kotani, N. Kawai+26 more|arXiv (Cornell University)|Feb 27, 2007

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 5

ひとこと要約

MITSuMEは、ガンマ線バースト（GRB）アラートへの迅速応答を可能にするロボット光学・赤外望遠鏡ネットワークを構築した。これにより、光学バンド（g′, Rc, Ic）および赤外バンド（Y, J, H, Ks）におけるマルチカラー光度測定を数分以内に実施可能となった。このシステムは、GRB041016のようなGRB後の輝度を、V=18.2未満の限界等級で早期に検出しており、高赤方偏移宇宙論的研究を支援している。

ABSTRACT

Development of MITSuME is reported. Two 50-cm optical telescopes have been built at Akeno in Yamanashi prefecture and at Okayama Astrophysical Observatory (OAO) in Okayama prefecture. Three CCD cameras for simultaneous g'RcIc photometry are to be mounted on each focal plane, covering a wide FOV of about 30" x 30". The limiting magnitude at V is fainter than 18. In addition to these two optical telescopes, a 91-cm IR telescope with a 1 deg x 1 deg field of view is being built at OAO, which performs photometry in YJHK bands. These robotic telescopes can start the observation of counterparts of a GRB within a minute from an alert. We aim to obtain photometric redshifts exceeding 10 with these telescopes. The performance and the current construction status of the telescopes are presented.

研究の動機と目的

• ガンマ線バースト（GRB）およびその後の輝度に対する迅速かつマルチカラー光度測定追跡を、ロボット望遠鏡を用いて実現すること。
• 広視野で高速スイープが可能な望遠鏡を用いて、z > 10 の高赤方偏移宇宙的イベントの検出と光度赤方偏移の決定を行うこと。
• 広視野かつ高感度なロボット光学・赤外望遠鏡ネットワークを構築し、一時的天体の調査を実施すること。
• 自動化システムとリモート制御を用いて、GRBアラートに対して1分未塔の応答を達成すること。
• 非標準フィルターシステム（g′, Rc, Ic）および赤外バンド（YJHKs）を用いることで、感度を向上させ、空の背景雑音を低減すること。

提案手法

• AkenoおよびOAOの2台の50cm光学望遠鏡は、3台のAlta U-6 CCD（KAF-1001E）を搭載したトリコロールカメラを装備し、同時にg′, Rc, Ic光度測定が可能となっている。
• OAOの91cm赤外望遠鏡は、OAOWFCに改造中であり、HAWAII-2 RG PACE検出器を用いて1°×1°の視野でY, J, H, Ks光度測定が可能となる。
• 望遠鏡は高速スイープを可能に設計されており、Akenoでは9 deg/s（任意の点への到達時間20 s）、OAOでは4 deg/s（45 s）のスイープ速度を実現しており、GRBアラートへの迅速応答が可能である。
• ロボット制御システムはADSL経由で東京工業大学と接続されており、リモート操作および自動画像転送・解析が可能となっている。
• 標準のJohnson-CousinsまたはSDSSシステムとは異なり、感度向上と光Pollutionの回避を目的として、独自のフィルタセット（g′, Rc, Ic）を採用している。
• 校正および性能検証はリモートで実施され、光学的同等天体の検出のための自動画像処理が行われている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ロボット望遠鏡ネットワークは、GRBアラートに対して1分未塔の応答を達成でき、微弱な後光を検出可能だろうか？
• RQ2 g′, Rc, IcおよびYJHKsバンドにおけるマルチカラー光度測定は、高赤方偏移GRB（z > 10）の光度赤方偏移推定を可能にするだろうか？
• RQ3 非標準フィルタ（g′, Ic）を用いることで、標準システムと比較して感度が向上し、空の背景雑音が低減されるだろうか？
• RQ4 広視野（1°×1°）の赤外望遠鏡は、Mira変星の調査を効率的に行いながら、同時にGRB追跡にも寄与できるだろうか？
• RQ5 本システムの異なるバンドにおける一時的天体検出性能における限界等級はどの程度だろうか？

主な発見

• OAOの50cm望遠鏡は、GRB041016の後光をV, R, Iバンドで正常に検出しており、DSS画像では検出できなかったことから、システムの感度が確認された。
• Vバンド光度測定の限界等級はV=18.2（10分、S/N=10）に達しており、R=18.5、I=17.5であった。これは高い感度を示している。
• Akenoの50cm望遠鏡も同様の性能を示し、V=18.2、I=17.5の結果を得ており、複数地点での一貫した光度深さが裏付けられた。
• OAOWFC赤外望遠鏡は1°×1°の視野を有し、YJHKs光度測定が可能となっており、GRB追跡およびMira変星調査の両方を支援する。
• トリコロールカメラプロトタイプは、同時にg′, Rc, Icの画像を正常に撮影し、光学的設計およびマルチバンド画像撮影能力の妥当性が検証された。
• AkenoおよびOAOのロボットシステムはリモート制御と自動画像転送が可能となっており、未監視で迅速なアラート対応が可能となっている。