[論文レビュー] Seeing Measurements at Skinakas Observatory using the DIMM method

P. Boumis, A. Steiakaki+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 1, 2001

Adaptive optics and wavefront sensing被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、2000–2001年にかけてクレタ島のスキナカス天文台で、差動画像運動モニタ（DIMM）を用いた視界測定を実施し、それぞれ0.64''および0.69''の中央視界値を達成した。DIMM法は、2つの開口部を介した画像運動の差を分析することで大気乱流を測定し、システムのずれの影響が最小限に抑えられるため、正確で、サイトに特化した天文学的観測所の品質評価が可能となる。

ABSTRACT

We present preliminary results from a study of the seeing at Skinakas Observatory in Crete, Greece. The measurements have been made during the years 2000 and 2001 using a two-aperture Differential Image Motion Monitor (DIMM). The results of both campaigns are extremely promising with the median seeing value being 0.''64 and 0.''69, respectively.

研究の動機と目的

• スキークアス天文台における大気の視界状態を評価し、天文学的観測に適しているかどうかを検討すること。
• 差動画像運動モニタ（DIMM）技術を用いて大気乱流を測定し、特徴づけること。
• 2回の観測キャンペーン（2000年および2001年）における視界値の中央値および分布を特定すること。
• 1750メートルの標高に位置する遠隔地の観測所環境下でも、DIMMシステムの信頼性を検証すること。
• 将来的な適応光学システム設計およびサイト最適化のための定量的データを提供すること。

提案手法

• Meade LX200 12"望遠鏡、SBIG ST-4 CCD、24.7 cm間隔の2つの5 cmの穴をもつマスクを用いて、2開口の差動画像運動モニタ（DIMM）を製作した。
• 望遠鏡をわずかに無限遠に合わせることで、光学ウェッジを必要とせずに2つの星像の間隔を制御的に分離し、画像品質を損なわないようにした。
• 複数の露光において、画像中心をリアルタイムで追跡し、差動画像運動の縦方向および横方向の分散を計算した。
• 分散値をESO/DIMMに基づく式（1）および（2）に適用し、両方向のFriedのパラメータr₀(l)およびr₀(t)を算出した。
• 式（3）および（4）を用いて、550 nmの基準波長で視界のFWHM（半値全幅）を計算した。
• すべての視界値は天頂条件に補正され、ヒストグラムおよび時系列プロットを用いて1日ごとに分析された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2000年および2001年の観測キャンペーン期間中、スキークアス天文台における中央視界値は何か？
• RQ2 このサイトでは、1日の観測中に視界はどの程度安定しているか？
• RQ3 視界値の周辺分布はどのようなもので、0.5''未満の視界はどの程度の頻度で発生するか？
• RQ4 このサイトでは、短時間の時間間隔で大気乱流がどの程度急速に変化するか？
• RQ5 1750メートルの標高にある実際の観測所環境下で、DIMMシステムは視界測定においてどの程度信頼性があり正確であるか？

主な発見

• 2000年の中央視界値は0.64弧秒であり、0.8''未満の測定値が強く集中しており、観測に適した状態であることが示された。
• 2001年の中央視界値は0.69弧秒であり、両キャンペーン間で一貫した性能を示した。
• 極めて優れた視界0.4''が頻繁に記録され、最高の個別測定値は0.27''に達した。
• 視界は大部分の夜間を通じて安定しており、1日あたりの変化は通常0.3''未満であった。
• 一時的な乱流イベントにより、1日中に視界が最大1.5''変化することが時折観測された。
• DIMMシステムは高い正確性で視界を測定でき、一貫したデータ収集と天頂への補正により、結果の妥当性が裏付けられた。