[論文レビュー] OGLE-IV: Fourth Phase of the Optical Gravitational Lensing Experiment

A. Udalski, M. K. Szymański+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 22, 2015

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 134

ひとこと要約

OGLE-IV は、光学的重力レンズ効果実験の第4段階を示し、10億個以上の天体を3000平方度にわたってモニタリングする大規模な天の川の変光調査である。ミリマグニチュードの光度精度を備え、微小重力レンズ効果イベント、超新星、変光星のリアルタイム検出を可能にし、天の川のバルジ、マゼラン雲系および天の川スパイラルディスクの深さと長期的な光度測定を通じて、系外惑星および恒星の変光研究を顕著に前進させる。

ABSTRACT

We present both the technical overview and main science drivers of the fourth phase of the Optical Gravitational Lensing Experiment (hereafter OGLE-IV). OGLE-IV is currently one of the largest sky variability surveys worldwide, targeting the densest stellar regions of the sky. The survey covers over 3000 square degrees in the sky and monitors regularly over a billion sources. The main targets include the inner Galactic Bulge and the Magellanic System. Their photometry spans the range of $12<i></i>

研究の動機と目的

• 系外惑星および浮遊惑星の検出を目的とした、深く長期的な光度測定を用いた第二世代の重力レンズ効果調査を実施すること。
• 専用のアラートシステムを通じて、重力レンズ効果イベントや超新星などの一時的現象をリアルタイムで検出すること。
• 天の川およびマゼラン雲系の高密度星域における変光星および非変光天体の包括的な光度データベースを構築すること。
• 天の川バルジの拡張領域および天の川スパイラルディスクの2/3をカバーする、浅めだが広域にわたる銀河変光調査（Galaxy Variability Survey）を展開すること。
• 明るい星において1〜2ミリマグニチュードの精度にまで達する高精度光度測定を提供し、恒星の変光および構造の詳細な分析を可能にすること。

提案手法

• チリのラス・カンパニャス天文台に設置された1.3m f/9.2のリチャーサー＝クレティエン望遠鏡を用い、1.3度の視野を持つCCDカメラで広域の空をカバーする。
• データスループットを最大化するためドリフトスキャンモードを採用し、複数のフィールドにわたって10億個以上の天体をモニタリングする。
• 内側の天の川バルジでは19〜60分のサイクル、外側のフィールドでは1〜3日間隔で定期観測を行い、変動現象の高い時間分解能を確保する。
• リアルタイム光度測定パイプラインを適用し、バルジではIバンド（12 < I < 21 mag）、マゼラン雲系では13 < I < 21.7 magの範囲でミリマグニチュード精度の光度測定を生成する。
• 2つのリアルタイムアラートシステムを運用：微小重力レンズ効果イベントのためのイ早報システム（EWS）と、超新星およびその他の一時的現象のためのOGLE一時的検出システム（OTDS）。
• 2010年から2014年までの間、56,600枚以上のIバンドおよび4,400枚以上のVバンドの科学画像（合計34TB）の長期アーカイブを維持し、特定のフィールドではI ≈ 22 magまで深さのある光度測定が可能となる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 深く長期的な天の川バルジモニタリングにおいて、特に系外惑星および浮遊惑星を含む微小重力レンズ効果イベントの検出効率と収量はどの程度か？
• RQ2 高密度星域において、光度変動がどの程度正確に測定可能であり、混雑した領域とスカスカの領域における光度測定の完全性限界は何か？
• RQ3 OGLE-IVがリアルタイムで検出する超新星やX線源の光学的対応体のような一時的現象の発生率と分布は、それぞれどのようにか？
• RQ4 R Coronae Borealis星やその他のレアタイプの変光星の光度的性質は、天の川バルジおよびマゼラン雲系において他の地域と比べてどのように異なるか？
• RQ5 OGLE-IV調査は、天の川スパイラルディスクおよびバルジにわたる変光星および非変光天体の統計的に完全なリストをどの程度まで提供できるか？

主な発見

• OGLE-IV は、3000平方度にわたる空域で10億個以上の天体をモニタリングしており、明るい領域（I < 12 mag）では1〜2ミリマグニチュードの光度精度に達している。
• 密なフィールド（例：LMC503）ではI ≈ 20.5 mag、スカスカのフィールド（例：MBR103）ではI ≈ 21.2 magまで光度測定の完全性が達成されている。
• OGLE一時的検出システム（OTDS）を通じて、年間200個以上の超新星が検出されており、イ早報システム（EWS）により年間約2,000件の微小重力レンズ効果イベントがリアルタイムで同定されている。
• 銀河変光調査（Galaxy Variability Survey）は、天の川スパイラルディスクおよび外側バルジの2,000平方度以上をカバーしており、最初の100エポックでは1〜2日間隔のサイクルで観測され、I ≈ 18.5 magまで到達している。
• 2010年から2014年の間、約56,600枚のIバンドおよび4,400枚のVバンドの科学画像（合計34TB）が収集され、特定のフィールドではI ≈ 22 magまで深さのある光度測定が可能となった。
• 数十万もの新しい変光星が発見・分類されており、OGLE-IVフェーズ中には発見数が少なくとも2倍に達する見込みである。