[論文レビュー] The Optical Gravitational Lensing Experiment. Real Time Data Analysis Systems in the OGLE-III Survey

A. Udalski|arXiv (Cornell University)|Jan 8, 2004

Geophysics and Gravity Measurements被引用数 157

ひとこと要約

本論文では、OGLE-III調査において微小レンズ効果イベントおよび一時的対象物をほぼリアルタイムで検出するために開発された3つのリアルタイムデータ分析システム（EWS、EEWS、NOOS）を提示する。200万顆以上の星を含む35×35アーカ秒度の領域を対象とした急速な光度測定解析により、システムは1分未満のデータ短縮を達成し、I ≈ 19.8等級の検出閾値と、明るさが増加してから通常6〜10日後の遅延で超新星や高増幅率微小レンズ効果イベントなどの一時的対象物を検出した。

ABSTRACT

We describe three real time data analysis systems implemented during the third phase of the OGLE survey (OGLE-III). The EWS system is designed to detect on-going microlensing events. The EEWS system monitors the microlensing phenomena for anomalies from the single mass microlensing. The NOOS system detects transient objects in the OGLE-III fields (SNe, microlensing events, variable stars) that normally are below the detection threshold. Information on objects detected by each of these systems is distributed to the astronomical community for follow up observations. Also a short description of the OGLE-III hardware and photometric data pipeline is presented.

研究の動機と目的

• 年間約3.5TBのデータ量に起因する高データ量と、速やかなフォローアップの必要性から、OGLE-III調査における微小レンズ効果イベントおよび一時的対象物のリアルタイム検出を可能にすること。
• 画像取得後数分以内にオンラインで光度測定を実行することで、データの飽和を回避すること。
• 基準画像の検出閾値を一時的に上回るが短時間で消える微弱な一時的対象物（超新星、微小レンズ効果イベント、変光星など）を検出すること。
• 自動システムを用いて天文コミュニティに迅速なアラートを配信すること。
• 一時的現象の光度曲線を高頻度でカバー（1〜3日間隔）し、良好なカバレッジを確保すること。

提案手法

• EWSシステムは、光度曲線のスライディングウインドウ法を用いて、リアルタイムで明るさの変化をモニタリングすることで、進行中の微小レンズ効果イベントを検出する。
• EEWSシステムは、標準的な単一レンズ微小レンズ効果モデルからの観測偏差を比較することで、微小レンズ効果曲線の異常を同定する。
• NOOSシステムは、毎晩のデータベース更新をスキャンし、少なくとも2回の検出がある新規対象物を特定し、視覚的点検および再光度測定の対象としてマークする。
• 候補者用の図表が生成され、有望な一時的対象物は、将来のスキャンでの汚染を防ぐためにマスクされる。
• 標準的なOGLEパイプラインを用いて再計算された光度測定値に基づき、各検出された一時的対象物について、光度曲線、画像、Web/FTPアーカイブが生成される。
• アラートは、OGLE-NOOSメーリングリストを通じて登録者にメール配信され、WebおよびFTPリポジトリを介して一般公開も行われる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大口径天の川スカイサーベイから得られるテラバイトレベルのデータを処理するスケールで、リアルタイム光度測定解析を実装するにはどうすればよいか？
• RQ2 ピークに達する前に微小レンズ効果イベントおよび一時的対象物を検出する最適なシステムアーキテクチャは何か？
• RQ3 リアルタイムシステムは、基準画像の標準検出閾値未満の微弱な一時的対象物をどれほど効果的に検出できるか？
• RQ4 高頻度サーベイにおいて、一時的対象物の明るさ増加と検出との間の典型的な遅延はどの程度か？
• RQ5 リアルタイムシステムは、飽和した星やデバイス欠陥によるアーティファクトと真正の対象物を信頼性高く区別できるか？

主な発見

• OGLE-IIIの光度測定パイプラインは、画像取得後数分以内にすべての画像を処理し、すべての調査領域でリアルタイムデータ処理を可能にした。
• EWSシステムは、OGLE-II時代に年間40〜80件の進行中の微小レンズ効果イベントを検出する成功率を示し、OGLE-IIIに再導入された。
• NOOSシステムは、稼働開始後1か月間でマゼラン雲領域で10個以上の一時的対象物を検出しており、過去のデータからも10件の追加検出がなされた。
• 一時的対象物の典型的な検出閾値はI ≈ 19.8等級であり、明るさ増加から検出までの遅延は6〜10日間であった。
• システムは、OGLE 2003-NOOS-005やOGLE 2003-NOOS-011のような超新星を正常に同定し、最大光度に達する前によく検出された。
• NOOSシステムは2004年から銀河の中心領域をカバーする予定であり、ここでは大部分の対象物が微弱な銀河中心星の高増幅率微小レンーズ効果イベントになると予測された。