[论文解读] MITSuME—Multicolor Imaging Telescopes for Survey and
 Monstrous Explosions

Takayuki Kotani, N. Kawai+26 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2005

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 17

一句话总结

MITSuME 是一个机器人化、多波段成像望远镜网络，由日本的两台50厘米光学望远镜和位于冈山天文台的改装91厘米红外望远镜组成，旨在于收到警报后数分钟内探测并快速进行伽马射线暴（GRB）余晖的多波段测光。该系统实现了亚分钟级响应时间，能够对高红移宇宙瞬变源进行测光红移测量，已成功在DSS图像中不可见的情况下，探测到GRB041016余晖在g′、R和I波段的信号。

ABSTRACT

Development of MITSuME is reported. Two 50- cm optical telescopes have been built at Akeno in Yamanashi prefecture and at Okayama Astrophysical Observatory (OAO) in Okayama prefecture. Three CCD cameras for simultaneous g'RcIc photometry are to be mounted on each focal plane, covering
 a wide FOV of about 30" × 30". The limiting magnitude at V is fainter than 18. In addition to these two optical telescopes, a 91-cm IR telescope with a 1° × 1° field of view is being built at OAO, which performs photometry in Y JHK bands. These robotic telescopes can start the observation of counterparts of a GRB within a minute from an alert. We aim to obtain photometric redshifts exceeding 10 with these telescopes. The performance and the current construction status of the telescopes are presented.

研究动机与目标

• 通过具有亚分钟级响应时间的机器人望远镜，实现实时、自动化的伽马射线暴（GRB）警报后续观测。
• 在g′、R、C和I波段（光学）以及Y、J、H、Ks波段（红外）同时进行多波段测光，以准确表征余晖。
• 测定高红移宇宙瞬变源（包括z > 10的源）的测光红移。
• 在宽视场覆盖下实现深度极限星等（V < 18），以探测微弱的余晖。
• 开发一种坚固、可远程操作的机器人系统，实现自主观测和数据传输，无需现场维护。

提出的方法

• 两台50厘米光学望远镜（Akeno和OAO）配备三色相机，使用三台Alta U6 CCD，通过二向色分束器同时捕捉g′、R、C和I波段图像。
• OAO的91厘米望远镜正在改装为OAOWFC，使用HAWAHI-2 RG PACE阵列探测器，实现1°×1°视场的宽场Y、J、H、Ks测光。
• 机器人控制系统使用主控计算机接收GRB警报，数秒内自动导星至源位置并启动成像。
• 系统采用自定义滤光片系统，优先g′和Ic波段，以提高灵敏度并减少天空背景干扰。
• 数据实时传输至东京工业大学，进行自动源检测和测光分析。
• 性能验证包括校准、极限星等测试和响应时间验证，均使用GRB警报进行。

实验结果

研究问题

• RQ1 机器人望远镜网络能否在收到GRB警报后实现亚分钟级响应，并在数分钟内探测到微弱余晖？
• RQ2 在g′、R、C、I、Y、J、H、Ks波段的多波段测光能否实现对高红移瞬变源的准确测光红移估计？
• RQ3 Tricolor相机系统在g′、R、C、I波段的极限星等和视场性能如何？
• RQ4 该系统在档案DSS图像中未探测到的余晖中，其探测效率如何？
• RQ5 该机器人系统能否在无现场干预的情况下长期实现自主运行？

主要发现

• OAO 50厘米望远镜成功探测到GRB041016在V、R和I波段的余晖，该源在DSS图像中不可见，证实了系统的高灵敏度。
• V波段测光的极限星等达到V = 18.2（10分钟积分，S/N = 10），表明对微弱瞬变源具有高探测灵敏度。
• Akeno 50厘米和OAO 50厘米望远镜的视场覆盖分别为28′×28′和26′×26′，适用于位置误差达15′以内的源。
• OAOWFC系统具有1°×1°视场，专为大范围巡天设计，将支持伽马射线暴后续观测和Mira变星监测。
• Akeno 50厘米望远镜的机器人系统实现了远程控制下的自主运行，并成功观测了GRB050124和GRB050209。
• Tricolor相机系统通过三台CCD实现同时多波段成像，显著提升了时间效率和测光精度。