[論文レビュー] Resolving gravitational microlensing events with long-baseline optical interferometry. Prospects for the ESO Very Large Telescope Interferometer

F. Delplancke, K. M. Górski+1 more|ArXiv.org|Aug 10, 2001

Adaptive optics and wavefront sensing参考文献 9被引用数 34

ひとこと要約

本稿では、欧州南天天文台の非常に大型望遠鏡干渉計（VLTI）を用いた長基線光干渉計測定を提案し、ミクロレンズ効果の画像間角距離をミリ秒以下で解像することで、重力的マイクロレンズ効果のイベントを解明する。光度曲線と干渉計測定による画像分離の組み合わせにより、レンズ質量と距離を明確に特定可能であり、シミュレーションではOGLEデータベースから年間数十件の観測可能なイベントが想定される。

ABSTRACT

Until now, the detailed interpretation of the observed microlensing events has suffered from the fact that the physical parameters of the phenomenon cannot be uniquely determined from the available astronomical measurements, i.e. the photometric lightcurves. The situation will change in the near-future with the availability of long-baseline, sensitive optical interferometers, which should be able to resolve the images of the lensed objects into their components. For this, it will be necessary to achieve a milliarcsecond resolution on sources with typical magnitudes K $\ga 12$. Indeed, brighter events have never been observed up to now by micro-lensing surveys. We discuss the possibilities opened by the use of long baseline interferometry in general, and in particular for one such facility, the ESO VLT Interferometer, which will attain the required performance. We discuss the expected accuracy and limiting magnitude of such measurements. On the basis of the database of the events detected by the OGLE experiment, we estimate the number of microlenses that could be available for measurements by the VLTI. We find that at least several tens of events could be observed each year. In conjunction with the photometric data, our ability to measure the angular separation between the microlensed images will enable a direct and unambiguous determination of both their masses and locations.

研究の動機と目的

• 光度曲線のみから得られるパラメータのデゲネラシー（質量、距離、速度）を克服し、直接的な物理的解釈を可能にする。
• 長基線光干渉計測定がミリ秒級のスケールでマイクロレンズ像を解像できることを示す。
• ESO VLTIがマイクロレンズ効果を解像するための実用的感度と分解能を有するかを評価する。
• OGLEマイクロレンズデータベースとVLTIの能力を用いて、年間の観測可能なマイクロレンズイベントの数を推定する。
• 即時のアラートと近赤外光度測定を提唱し、マイクロレンズイベントのリアルタイム干渉計追跡を可能にする。

提案手法

• 干渉計測定による可視度関数を測定し、マイクロレンズ像間の角距離を直接制約する。
• 微小アーキ秒級の位置計測を用いて、レンズ効果中の像ペアの光中心の振動を検出する。
• 8 mユニット望遠鏡（UTs）と1.8 m補助望遠鏡（ATs）を用いたVLTIの性能を、適応光学（AO）有無の両方でモデル化する。
• フレアトラッカーの明るさ性能（H ≈ 13）に基づいて感度限界を設定し、適切な基準源が常に利用可能であると仮定する。
• OGLEマイクロレンズデータベースを用いて検出可能なイベントをシミュレートし、明るさおよび時標高さのカット（例：t_E > 10日）を適用して「最良ケース」のイベントを定義する。
• 各構成におけるVLTIの限界明るさと、源の固有明るさ（I-K色補正済み）を比較することで、観測可能なイベント数を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 長基線光干渉計測定は、ミリ秒級スケールでマイクロレンズ源の個々の像を解像できるか？
• RQ2 画像分離の干渉計測定が、質量や距離といったマイクロレンズパラメータのデゲネラシーをどの程度解消できるか？
• RQ3 現在の調査データと機器感度を考慮した場合、VLTIが年間何件のマイクロレンズイベントを観測可能と想定できるか？
• RQ4 必要な感度と分解能を達成するために、どのような機器構成（例：UTs、ATs、AO）が必要か？
• RQ5 光度アラートと近赤外光度測定は、リアルタイム干渉計追跡の実現可能性をどのように支援するか？

主な発見

• VLTIはミリ秒級の解像度でマイクロレンズ像を解像でき、成分間の角距離を直接測定可能である。
• 画像分離の干渉計測定または光中心の振動測定により、レンズ物体の質量と距離を明確に特定でき、現在のパラメータのデゲネラシーを解消できる。
• OGLEデータベースと有利な条件を仮定した場合、年間数十件のマイクロレンズイベントがVLTIで観測可能と予想される。
• 二重入力装置PRIMAと適応光学は、必要な感度を達成し、実用的な観測を可能にするために不可欠であり、2003–2004年ごろから運用可能になると想定される。
• I ≈ 19.5の明るいイベントですら、I-K色補正を施せばVLTIで観測可能である可能性があり、現在記録されている数よりも多くの検出が期待できる。
• 高増幅イベント（例：OGLE-2000-BUL-43、I₀ = 13.54、t_E = 156日）は、初期のVLTI観測の理想的なターゲットである。