[論文レビュー] SuperWASP: Wide Angle Search for Planets

R. A. Street, D. Pollaco+14 more|arXiv (Cornell University)|Aug 12, 2002

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 14

ひとこと要約

SuperWASP は、5 つの 9.5°×9.5° の視野を用いて同時に約 50,000 順星を監視する完全に自動化されたマルチカメラ広角サーベイです。7–13 等星の星に対して高精度の光度測定を実現することで、年間 100 つ以上のトランジットを示す系外惑星を検出することを目的としており、データはウェブベースのデータベースを通じて公開されます。

ABSTRACT

SuperWASP is a fully robotic, ultra-wide angle survey for planetary transits. Currently under construction, it will consist of 5 cameras, each monitoring a 9.5 x 9.5 deg field of view. The Torus mount and enclosure will be fully automated and linked to a built-in weather station. We aim to begin observations at the beginning of 2003.

研究の動機と目的

• 明るい星の連続的光度測定を通じて、特にホット・ジュピターを含むトランジットを示す系外惑星を検出すること。
• 狭帯域サーベイの限界を克服するため、超広角カメラを用いて天の川のカバー範囲と監視密度を向上させること。
• 何十万もの星の高時間分解能光度測定データベースを公開し、複数ミッションの天文学的調査を可能にする。
• 密集した光度曲線サンプリングを用いて、近地小惑星や光学的瞬時変光星などの一時的現象を検出し、特徴を特定すること。
• 最小限の人的介入で年間を通じて持続可能な運用が可能な、スケーラブルで自動化されたサーベイインfraを構築すること。

提案手法

• 5 台のロボット式 2048×2048 ピクセルの薄型マルコニ CCD カメラを用い、各カメラはキャノン 200mm f/1.8 レンズを装備し、ターラス・フォークマウントに搭載されて全天球へのアクセスを可能としている。
• 3段階のペルティエ冷却を採用し、CCD を -60°C に維持することで、ダーク電流を低減し、高精度な光度測定を実現している。
• 4 秒の読み出し時間と 30 秒の露光サイクルを達成しており、1 日あたり 1 カメラあたり約 7 GB のデータを生成する。
• 自動天気観測ステーションと GPS 時刻同期を統合することで、完全に自動化され、悪天候時でも運用可能であり、指向精度は 1 アーキ秒未塔。
• 全フレームで検出された対象物の光度、位置、品質管理の各データベースを生成する自動化されたデータ還元パイプラインを採用している。
• データは観測所に DLT テープに保存され、月次バックアップがクイーンズ大学に送られ、共同研究者へも配布される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 7–13 等星の範囲にあり、50,000 順星を監視する広角・マルチカメラサーベイから、トランジットを示す系外惑星の予想収量はどの程度か？
• RQ2 高密度な光度測定を用いたロボット式超広角サーベイは、近地小惑星や光学的瞬時変光星の検出においてどの程度有効か？
• RQ3 完全に自動化されたロボット観測所で、市販の低価格部品を用いても高精度な光度測定を達成できるか？
• RQ4 惑星トランジット検出効率を最大化しながら、データ管理性を維持するための最適な視野と星等深さは何か？
• RQ5 大規模な、数テラバイトに及ぶ天文学的データセットを、広範な科学的利用を想定して、効率的に処理・保存・共有する方法は何か？

主な発見

• ホット・ジュピターの出現率が 1%、幾何的トランジット確率が 10% であると仮定した場合、SuperWASP は年間 100 個以上のトランジットを示す系外惑星を検出すると予想される。
• サーベイは、5 つの 9.5°×9.5° の視野を通じて、25,000～50,000 順星を同時に監視し、合計で約 450 平方度の天の川をカバーする予定である。
• 年間最大 12.5 TB のデータレートを達成し、トランジットや変光星の探索に適したマルチテラバイトのデータセットを生成する。
• 自動化されたパイプラインにより、全検出対象物の包括的な光度データベースが作成され、変光星や一時的現象の追従観測が可能になる。
• 指向誤差は 30 アーキ秒、追尾誤差は 1 秒あたり 0.01 アーキ秒未塔を達成するように設計されており、高い天体測位安定性を確保している。
• データはウェブベースのインターフェースを通じて公開され、明るい星の天文学および一時的現象の研究のための長期的リソースとして確立される。