[論文レビュー] Continued Monitoring of LMXBs with the Faulkes Telescopes

Fraser Lewis, D. M. Russell+3 more|ArXiv.org|Nov 14, 2008

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 4被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、ロボット型のフォールクス望遠鏡北および南を用いて、30個の低質量X線連星（LMXB）に対する長期間にわたる光学的モニタリングキャンペーンを提示している。24時間365日、空をカバーする。プロジェクトでは、明るい源に対しては週1回のV、R、i'バンド光度測定（明るい源のSNR ≒ 50）を実施し、やや暗い対象に対してはi'バンドのみを用い、アラートに基づく適応的観測間隔を採用することで、両半球にまたがるLMXBの変動性および増光現象の詳細な研究が可能になった。

ABSTRACT

The Faulkes Telescope Project is an educational and research arm of the Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGTN). It has two 2-metre robotic telescopes, located at Haleakala on Maui (FT North) and Siding Spring in Australia (FT South). It is planned for these telescopes to be complemented by a research network of eighteen 1-metre telescopes, along with an educational network of twenty-eight 0.4-metre telescopes, providing 24 hour coverage of both northern and southern hemispheres. We have been conducting a monitoring project of 13 low-mass X-ray binaries (LMXBs) using FT North since early 2006. The introduction of FT South has allowed us to extend this to monitor a total of 30 LMXBs. New instrumentation will allow us to expand this project to include both infrared wavelengths (z and y band) and spectroscopy. Brighter targets (~ 16 - 18 mag.) are imaged weekly in V, R and i' band (SNR ~ 50), while fainter ones (> 18 mag.) are observed only in i' band (SNR ~ 20). We alter this cadence in response to our own analysis or Astronomers Telegrams (ATels).

研究の動機と目的

• フォールクス望遠鏡北で最初に観測された13個の源に加え、低質量X線連星（LMXB）の光学的モニタリングをさらに拡張すること。
• ハレークアラのフォールクス望遠鏡北（FT North）とサイディング・スプリングのフォールクス望遠鏡南（FT South）の両データを統合することで、24時間365日、空全体をカバーする監視を実現すること。
• 赤外線（zおよびyバンド）および分光観測のための新規機器を導入することで、観測感度とスペクトルカバー範囲を向上させること。
• 内部分析またはアストロノマー・テレグラム（ATels）からのアラートに基づき、観測間隔を動的に調整することで、一時的活動への対応を可能とすること。

提案手法

• ハワイのフォールクス望遠鏡北（Haleakala）とオーストラリアのフォールクス望遠鏡南（Siding Spring）に設置された2台の2メートル級ロボット望遠鏡を用い、連携された自動光学観測を実施。
• 二重観測間隔戦略を採用：明るいLMXB（16–18等級、SNR ≒ 50）に対してはV、R、i'バンドで週1回の観測、やや暗い源（>18等級、SNR ≒ 20）に対してはi'バンドのみを用いる。
• 変動性をリアルタイムで検出するためのデータ処理を実装し、検出された活動に応じて観測頻度を変更する。
• アストロノマー・テレグラム（ATels）からのアラートを統合し、一時的イベントの優先順位付けと監視スケジュールの調整を可能にする。
• 将来の拡張として、改良された機器を用いて赤外線（zおよびyバンド）および分光観測の能力を追加する計画。
• LCOGTNのグローバルネットワークを活用し、両黄道半球にまたがる継続的監視を実現する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LMXBの光学的変動性は、特に増光期におけるX線活動とどのように相関するか？
• RQ2 二台の望遠鏡を用いたロボットネットワークは、LMXBの継続的かつ高頻度の光学的モニタリングを達成する上でどの程度有効か？
• RQ3 リアルタイムのアラートに基づく適応的観測間隔は、X線増光に伴う一時的光学的対応体の検出を向上させるか？
• RQ4 i'バンドにおいて、明るい（16–18等級）とやや暗い（>18等級）源の光度特性にどのような差が生じるか？
• RQ5 赤外線および分光観測能力の追加により、LMXBの状態や増光行動の特徴づけはどの程度向上するか？

主な発見

• フォールクス望遠鏡ネットワークは、FT Northで13個のLMXBを監視していたのを、FT Southのデータ統合により30個のLMXBに拡大し、全天24/7のカバーを実現した。
• 明るいLMXB（16–18等級）は、V、R、i'バンドで信号対雑音比（SNR）が約50に達し、高品質な光度測定データを提供した。
• やや暗いLMXB（>18等級）は、i'バンドでSNRが約20に達し、低感度にもかかわらず信頼性の高い光度曲線が得られた。
• 内部分析またはATelsによるアラートに基づく適応的観測間隔を用いたロボット望遠鏡の運用が、一時的イベントへの対応において実現可能であることが示された。
• FT NorthとFT Southの統合により、X線増光に伴う光学的対応体の検出における時間的カバー範囲と検出効率が著しく向上した。
• 将来の赤外線（zおよびyバンド）および分光観測能力の拡張に向けた基盤が整った。これにより、LMXBの状態と増光行動の多波長的特徴づけが強化された。